อาจารย์สาววิจัยเทคโนโลยีใหม่เปลี่ยนน้ำเค็มเป็นน้ำจืด

งานวิจัยเชิงปฏิบัติของอาจารย์หญิงจากเมืองบนภูเขาเกี่ยวกับเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเกลือได้เข้าสู่รอบสุดท้ายของรางวัล วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีสำหรับอาจารย์รุ่นเยาว์ ประจำปี 2567 แล้ว

ด้วยหัวข้อการวิจัยระบบเมมเบรนรวม FO-MD เพื่อบำบัดน้ำเค็มเพื่อให้ได้น้ำสะอาดสำหรับพื้นที่ชายฝั่งและเกาะ ดร. Nguyen Thi Hau อาจารย์คณะเคมีและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยดาลัด จึงกลายเป็นหนึ่งในผู้เขียน 17 คนที่เข้าสู่รอบสุดท้ายของรางวัลวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับอาจารย์รุ่นเยาว์ในปี 2024

หัวข้อนี้ได้รับการประเมินโดยนักวิทยาศาสตร์ในคณะกรรมการว่ามีคุณค่าเชิงปฏิบัติสูง ร่วมกับหัวข้ออื่นอีก 16 หัวข้อที่มีผลงานการวิจัยและสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ตีพิมพ์และผลิตภัณฑ์ถ่ายโอนของอาจารย์รุ่นเยาว์จาก มหาวิทยาลัย 29 แห่งทั่วประเทศมากกว่าหลายร้อยรายการ

ค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุด

ดร. เหงียน ถิ เฮา กล่าวว่า "การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทั่วโลกกำลังทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ และคาดการณ์ว่าจะมีความซับซ้อนมากขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เห็นได้ชัดเจนที่สุดจากปรากฏการณ์สภาพอากาศที่ไม่ปกติ เช่น น้ำท่วม ดินถล่ม ภัยแล้ง และการรุกล้ำของน้ำเค็ม ซึ่งเกิดขึ้นบ่อยครั้งและเป็นเวลานาน ส่งผลกระทบต่อชีวิตความเป็นอยู่ของผู้คนอย่างรุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เวียดนามถือเป็นหนึ่งในประเทศที่ได้รับผลกระทบอย่างหนักจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากมีแนวชายฝั่งที่ยาว"

อาจารย์หนุ่มเหงียน ถิ เฮา (กลาง) ในห้องปฏิบัติการ

อาจารย์หญิงกล่าวว่า ในฤดูแล้ง การไหลของแม่น้ำสายเล็ก ๆ ทำให้เกิดการรุกล้ำของน้ำเค็มอย่างรุนแรงในบางจังหวัดทางภาคกลางและจังหวัดในสามเหลี่ยมปากแม่น้ำโขง บ่อน้ำส่วนใหญ่ปนเปื้อนเกลือ และประชาชนไม่มีน้ำจืดใช้

ปัจจุบันยังไม่มีวิธีการใดที่ได้ผลจริงในการรับมือกับสถานการณ์นี้ ประชาชนในพื้นที่มักต้องเสียค่าใช้จ่ายสูงมากในการซื้อน้ำจืดมาใช้งาน ดังนั้น จึงจำเป็นต้องหาแหล่งน้ำสะอาดสำหรับใช้งานในพื้นที่ชายฝั่งและเกาะ เมื่อเทคโนโลยีที่ใช้อยู่ในปัจจุบันยังไม่สามารถรับประกันความต้องการในการสร้างแหล่งน้ำสะอาดที่ยั่งยืนได้ ดร.เฮา ยอมรับ

เพื่อจัดการกับความเค็ม การเปลี่ยนน้ำทะเลให้เป็นน้ำจืด มีการนำเทคโนโลยีมากมายมาประยุกต์ใช้ เช่น การกลั่นด้วยความร้อน การแลกเปลี่ยนไอออน การออสโมซิสย้อนกลับ (RO) การกรองระดับนาโน และการไดอะไลซิสด้วยไฟฟ้า (ED) เทคโนโลยีที่กล่าวมาข้างต้นล้วนมีข้อดี แต่ก็มีข้อเสียร่วมกัน เช่น ต้นทุนการลงทุนสูง อุปกรณ์ปนเปื้อนได้ง่ายและรวดเร็ว...

ดังนั้น ดร. เฮาจึงเลือกที่จะศึกษาเทคโนโลยีเมมเบรนแบบผสมผสาน FO – MD (Forward Osmosis – Membrane Distillation) เพื่อค้นหาเงื่อนไขการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแบบจำลอง FO และ MD และประเมินประสิทธิภาพและต้นทุนการบำบัดของเทคโนโลยีที่เสนอเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำอื่นๆ ที่มีอยู่ในเวียดนามปัจจุบัน

ต้นทุนต่ำ ประสิทธิภาพสูง

“เมมเบรนออสโมซิสแบบฟอร์เวิร์ด FO เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีใหม่ของโลก และมีความเป็นไปได้สูงในกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำ ด้วยข้อได้เปรียบที่โดดเด่น เช่น การใช้พลังงานต่ำ การเกิดตะกรันบนเมมเบรนต่ำ และประสิทธิภาพการแยกเกลือออกจากน้ำสูง เมมเบรนนี้จึงเป็นตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการบำบัดน้ำเค็ม” วิทยากรหญิงกล่าว

ดร. เฮา กล่าวว่า ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของเทคโนโลยีนี้คือการทำงานบนหลักการออสโมซิสธรรมชาติ เนื่องจากความแตกต่างของความดันออสโมซิสระหว่างสารละลายสองชนิด น้ำจะไหลจากจุดที่มีความเข้มข้นต่ำผ่านเมมเบรนไปยังจุดที่มีความเข้มข้นสูง ดังนั้น เทคโนโลยีเมมเบรนออสโมซิสแบบไปข้างหน้าจึงไม่ใช้แรงดันไฮดรอลิกแบบออสโมซิสย้อนกลับ (RO) ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานและลดการเกิดตะกรันบนเมมเบรน ทำให้ต้นทุนการบำบัดต่ำ

อาจารย์หญิงกังวลเมื่อชาวบ้านในพื้นที่ประสบภัยเกลือต้องเสียค่าซื้อน้ำจืดใช้ในชีวิตประจำวันแพง

ระหว่างการวิจัย ดร.เฮาตัดสินใจเลือกตัวอย่างน้ำทะเลจากพื้นที่ชายฝั่งของจังหวัดนิญถ่วนและเกาะอันบิ่ญ จังหวัดกวางงายเพื่อการบำบัด เนื่องจากพื้นที่เหล่านี้กำลังเผชิญกับปัญหาการขาดแคลนน้ำจืดอย่างร้ายแรงที่สุด

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าระบบ FO-MD มีประสิทธิภาพในการกำจัดเกลือสูง และไม่ขึ้นกับความเค็มของกระแสน้ำป้อน สิ่งสกปรกบนพื้นผิวเมมเบรน FO มีน้อยมาก และสามารถทำความสะอาดได้โดยการล้างด้วยน้ำ DI เป็นเวลา 5 นาที และพร้อมสำหรับรอบถัดไป นอกจากนี้ ระบบ FO-MD แบบบูรณาการยังสามารถผลิตน้ำสะอาดคุณภาพสูงได้ เนื่องจากน้ำเกลือได้รับการบำบัดผ่านเมมเบรน 2 ขั้นตอนระหว่างการทำงาน

จากการคำนวณเบื้องต้นในห้องปฏิบัติการ (โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์) พบว่าต้นทุนการดำเนินงานรวมของระบบ FO-MD ในการบำบัดน้ำจืด 1 ^{ลูกบาศก์เมตร} อยู่ที่ 20,389 ดองเวียดนาม ขณะเดียวกัน ต้นทุนการดำเนินงานรวมของระบบ RO (เทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิส) ในการบำบัดน้ำจืด 1 ^{ลูกบาศก์เมตร} อยู่ที่ 49,160 ดองเวียดนาม ซึ่งแพงกว่าเทคโนโลยี FO-MD ถึง 2.4 เท่า

เป็นที่ทราบกันดีว่าหัวข้อนี้ได้รับการยอมรับว่าเป็นหัวข้อที่ยอดเยี่ยมจากมหาวิทยาลัยดาลัดก่อนที่จะเข้าร่วมรับรางวัล ดร.เหงียน ถิ เฮา กล่าวว่า "ปัจจุบัน ผมกำลังดำเนินการตามหัวข้อต่างๆ ของกองทุน NAFOSTED ซึ่งเป็นโครงการของวินกรุ๊ปที่มุ่งเน้นการสังเคราะห์เมมเบรนกรอง FO และ MD โดยใช้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในห้องปฏิบัติการ เพื่อค่อยๆ ออกแบบเครื่องกรองน้ำทะเลที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการ เพื่อนำไปใช้ในการบำบัดน้ำทะเลในพื้นที่เกาะและเรือเดินทะเล"

รางวัลวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับอาจารย์รุ่นเยาว์ (อายุต่ำกว่า 35 ปี) ในสถาบันอุดมศึกษา ได้รับการริเริ่มโดยกระทรวงศึกษาธิการและการฝึกอบรม ร่วมกับกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและคณะกรรมการกลางสหภาพเยาวชนคอมมิวนิสต์โฮจิมินห์ ตั้งแต่ปี 2561

เกณฑ์การรับรางวัล คือ ผลงานวิจัยจะต้องเป็นสิ่งใหม่ มีความคิดสร้างสรรค์ มีคุณค่าทางวิทยาศาสตร์และเชิงปฏิบัติ ได้รับการตีพิมพ์หรือประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติมาแล้วอย่างน้อย 1 ปี (ณ เวลาที่สมัคร) และไม่เคยเข้าร่วมหรือได้รับรางวัลระดับชาติหรือระดับนานาชาติใดๆ มาก่อน

ที่มา: https://thanhnien.vn/nu-giang-vien-tre-nghien-cuu-cong-nghe-moi-bien-nuoc-man-thanh-nuoc-ngot-185241030213818512.htm