Cung cấp nước sạch cho vùng hạn hán trong điều kiện biến đổi khí hậu khắc nghiệt bằng công nghệ tách ẩm từ không khí

Bài viết Cung cấp nước sạch cho vùng hạn hán trong điều kiện biến đổi khí hậu khắc nghiệt bằng công nghệ tách ẩm từ không khí trình bày các kết quả tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp nước uống nhờ tách ẩm từ không khí cho vùng Ninh Thuận với công suất thử nghiệm 200L/ngày, kèm theo hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời có khả năng hòa lưới điện và cung cấp công suất dư vào lưới như một giải pháp đáp ứng nhu cầu của người dân, đặc biệt ở vùng sâu, vùng xa nơi có khó khăn trong việc tiếp cận lưới điện quốc gia.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cung cấp nước sạch cho vùng hạn hán trong điều kiện biến đổi khí hậu khắc nghiệt bằng công nghệ tách ẩm từ không khí Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018 CUNG CẤP NƯỚC SẠCH CHO VÙNG HẠN HÁN TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHẮC NGHIỆT BẰNG CÔNG NGHỆ TÁCH ẨM TỪ KHÔNG KHÍ Lý Cẩm Hùng*1, Hoàng Trung Ngôn2, Lê Văn Lữ1, Lê Hữu Quỳnh Anh1, Phan Đình Tuấn1 1 Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh, 236B Lê Văn Sỹ, Phường 1, quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh 2 Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, Thành phố Hồ Chí Minh * Email: lchung@hcmunre.edu.vn TÓM TẮT Việt Nam là một trong các quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu. Trongnhững năm gần đây, hạn hán trở nên khắc nghiệt hơn, đặc biệt ở miền Nam Trung Bộ như NinhThuận, Tây Nguyên,… Trong bối cảnh đó, việc cung cấp nước để phục vụ đời sống và sản xuất làmột nhu cầu tự nhiên của người dân vùng hạn hán. Có nhiều công nghệ có thể ứng dụng để cungcấp nước uống và sản xuất cho người dân, như vận chuyển nước từ các vùng xa, làm ngọt hóa nướcbiển, khai thác nước ngầm,… Các phương án này đều đã được nghiên cứu nhưng tính khả thi thấp,không hiệu quả kinh tế. Việc tách ẩm từ không khí được đề xuất như một giải pháp tiên tiến, vì khảnăng cung cấp vô tận và trong mọi điều kiện. Công trình này trình bày các kết quả tính toán, thiết kếhệ thống cung cấp nước uống nhờ tách ẩm từ không khí cho vùng Ninh Thuận với công suất thửnghiệm 200L/ngày, kèm theo hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời có khả năng hòa lưới điện vàcung cấp công suất dư vào lưới như một giải pháp đáp ứng nhu cầu của người dân, đặc biệt ở vùngsâu, vùng xa nơi có khó khăn trong việc tiếp cận lưới điện quốc gia. Từ khóa: Nước sạch, hạn hán, công nghệ tách ẩm, biến đổi khí hậu. 1. MỞ ĐẦU Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của môi trường và là một trongnhững yếu tố quyết định sự tồn tại của sự sống, sự phát triển của một vùng, quốc gia, khu vực vàtoàn thế giới. Hiện nay, trong bối cảnh hạn hán do biến đổi khí hậu, hiện tượng xâm nhập mặn đangxảy ra tại nhiều quốc gia, nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và sạch là một hiểm họa lớn đốivới sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ sự sống trên Trái đất. Việt Nam là một trong các quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu. Trongnhững năm gần đây, hạn hán trở nên khắc nghiệt hơn, đặc biệt ở miền Nam Trung Bộ như NinhThuận, Tây Nguyên,… Trong bối cảnh đó, việc cung cấp nước để phục vụ đời sống và sản xuất làmột nhu cầu tự nhiên của người dân vùng hạn hán. Có nhiều công nghệ có thể ứng dụng để cung cấp nước uống và sản xuất cho người dân, nhưvận chuyển nước từ các vùng xa, làm ngọt hóa nước biển, khai thác nước ngầm,… Các phương ánnày đều đã được nghiên cứu nhưng tính khả thi thấp, không hiệu quả kinh tế. Việc tách ẩm từ khôngkhí được đề xuất như một giải pháp tiên tiến, vì khả năng cung cấp vô tận và trong mọi điều kiện.Các nghiên cứu loại này đã được thực hiện bởi nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới [2-4]. Tại Mỹ,công nghệ này đã được nghiên cứu, phát triển và đăng ký bản quyền từ rất sớm vào những năm 1The fourth Scientific Conference - SEMREGG 20181970 [5,6]. Harrison [7] đã phát triển công nghệ tách ẩm bằng phương pháp ngưng tụ, với công suấtthu được 9-18 L /ngày. Poindexter [8] đã kết hợp hệ thống làm lạnh bằng nước và hệ thống làm lạnhbằng khí trong cùng một thiết kế, đồng thời xử lý nước bằng đèn UV diệt khuẩn, đạt được công suất11 L/ngày. Cùng thời điểm này, công suất lớn hơn đã được sản xuất thử nghiệm quy mô phòng thínghiệm bởi Hellstrom và đạt được 50-170 L/ngày [9]. Để có thể tách ẩm từ không khí, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm thấp ở các vùnghạn hán, khối không khí đòi hỏi phải được làm lạnh đến và dưới nhiệt độ điểm sương tương ứng,tạo điều kiện để hơi ẩm tách ra thành giọt. Tiếp đó, các giọt sương này phải được tạo điều kiện đểkết tụ lại thành giọt lớn, được dẫn theo bề mặt nhám để tạo thành dòng đi vào nơi chứa. Để loạinước tách từ không khí này có thể sử dụng làm nước uống, nó phải được làm sạch khỏi bụi, vikhuẩn, các chất độc hại hòa tan và phải được khoáng hóa để có các tính chất đáp ứng tiêu chuẩnnước uống của Bộ Y tế. Trong phạm vi nghiên cứu của bài báo này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành tính toán, thiết kế,chế tạo và vận hành hệ thống thiết bị tách ẩm từ không khí công suất 200 L/ngày sử dụng nănglượng mặt trời nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của ...