Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng họ đã phát triển một phương pháp khử muối triệt để khác nhau ” chiết xuất dung môi xoay nhiệt độ (TSSE) ” cho nước muối hypersaline. Nghiên cứu của họ chứng minh rằng TSSE có thể khử muối trong nước muối có độ mặn rất cao, gấp 7 lần nồng độ của nước biển.
Nước muối Hypersaline là nước chứa nồng độ muối hòa tan cao và có nồng độ muối cao hơn nước biển là mối quan tâm về môi trường đang gia tăng trên toàn thế giới. Rất khó khăn và tốn kém để xử lý, chúng là kết quả của nước được sản xuất trong quá trình sản xuất dầu khí, tập trung khử mặn nội địa, nước rỉ rác bãi rác (một vấn đề lớn đối với các bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị), nước thải khử khí thải từ các nhà máy năng lượng hóa thạch và nước thải từ công nghiệp các quá trình.
Nếu nước muối hypersaline được quản lý không đúng cách, chúng có thể gây ô nhiễm cả nguồn nước mặt và nước ngầm. Nhưng nếu có một cách đơn giản, rẻ tiền để khử muối cho nước muối, thì lượng nước lớn sẽ có sẵn cho tất cả các loại sử dụng, từ nông nghiệp đến các ứng dụng công nghiệp, và thậm chí có thể cho cả con người.
Một nhóm Kỹ sư Columbia do Ngãi Yin Yip, trợ lý giáo sư về kỹ thuật môi trường và môi trường, báo cáo rằng họ đã phát triển một phương pháp khử mặn hoàn toàn khác “chiết xuất dung môi xoay nhiệt độ (TSSE)” cho nước muối hypersaline. Nghiên cứu, được công bố trực tuyến trên Tạp chí Khoa học & Công nghệ Môi trường , chứng minh rằng TSSE có thể khử muối trong nước muối có độ mặn rất cao, gấp 7 lần nồng độ của nước biển. Đây là một thỏa thuận tốt hơn so với thẩm thấu ngược, tiêu chuẩn vàng cho khử mặn nước biển và có thể xử lý khoảng hai lần nồng độ muối trong nước biển.
VIDEO: https://youtu.be/P8VPVdZm0r8
Hiện nay, nước muối hypersaline được khử muối bằng màng (thẩm thấu ngược) hoặc bay hơi nước (chưng cất). Mỗi cách tiếp cận đều có những hạn chế. Phương pháp thẩm thấu ngược là không hiệu quả đối với nước muối có độ mặn cao vì áp lực áp dụng trong thang thẩm thấu ngược với lượng muối: nước muối hypersaline đòi hỏi áp lực cao. Kỹ thuật chưng cất, làm bay hơi nước muối, rất tốn năng lượng.
Yip đã nghiên cứu về chiết xuất dung môi, một phương pháp tách được sử dụng rộng rãi cho các quy trình kỹ thuật hóa học. Kỹ thuật tách tương đối rẻ tiền, đơn giản và hiệu quả được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất các hợp chất hữu cơ mịn, tinh chế các sản phẩm tự nhiên và chiết xuất các phức kim loại có giá trị.
“Tôi nghĩ rằng chiết bằng dung môi có thể là một phương pháp khử mặn thay thế tốt khác hoàn toàn so với các phương pháp thông thường vì nó không có màng và không dựa trên sự thay đổi pha bay hơi”, Yip nói. “Kết quả của chúng tôi cho thấy TSSE có thể là một công nghệ đột phá – nó hiệu quả, hiệu quả, có thể mở rộng và có thể được cung cấp năng lượng bền vững.”
TSSE sử dụng một dung môi phân cực thấp với độ hòa tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ để chiết xuất có chọn lọc nước qua muối từ thức ăn mặn. Bởi vì nó ít màng và không dựa trên sự bay hơi của nước, nó có thể vượt qua các hạn chế kỹ thuật giới hạn các phương pháp truyền thống hơn. Điều quan trọng, TSSE được cung cấp bởi nhiệt độ thấp (<70 C) không tốn kém và đôi khi thậm chí là miễn phí. Trong nghiên cứu, TSSE đã loại bỏ tới 98,4% lượng muối, tương đương với thẩm thấu ngược, tiêu chuẩn vàng cho khử mặn nước biển. Các phát hiện cũng cho thấy khả năng thu hồi nước cao> 50% đối với nước muối hypersaline, cũng tương đương với các hoạt động khử mặn nước biển hiện nay. Nhưng, không giống như TSSE, thẩm thấu ngược không thể xử lý nước muối hypersaline.
“Chúng tôi nghĩ rằng TSSE sẽ chuyển đổi cho ngành công nghiệp nước”, ông nói thêm. “Nó có thể thay thế thực tiễn phổ biến của việc chưng cất tốn kém để khử muối của nước muối có độ mặn cao và giải quyết được độ mặn cao hơn mà RO không thể xử lý”, Yip nói thêm. “Điều này sẽ cải thiện triệt để tính bền vững trong xử lý nước sản xuất, tập trung khử mặn nội địa, nước rỉ rác và các dòng hypersaline khác có tầm quan trọng mới nổi. Chúng tôi có thể loại bỏ các vấn đề ô nhiễm từ các nước này và tạo ra nước sạch hơn, dễ sử dụng hơn cho hành tinh của chúng ta.”
Cách tiếp cận TSSE của Yip có một con đường rõ ràng để thương mại hóa. Đầu vào nhiệt có thể được cung cấp bền vững bởi các nguồn nhiệt cấp thấp như nhiệt thải công nghiệp, địa nhiệt giếng nông và các bộ thu năng lượng mặt trời tập trung thấp. Anh ta hiện đang nghiên cứu tinh chỉnh thêm về cách TSSE hoạt động như một phương pháp khử muối để anh ta có thể thiết kế các cải tiến hơn nữa về hiệu suất và thử nghiệm nó với các mẫu trong thế giới thực trong lĩnh vực này.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Trường Đại học Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Columbia . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :