Siêu tụ điện hấp thụ chất bẩn
Ngày 21/7 tới đây, Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ TPHCM sẽ tổ chức hội thảo giải pháp xử lý nước mưa bằng công nghệ CDI quy mô công nghiệp.
TS Đỗ Hữu Quyết, Trung tâm Nghiên cứu Triển khai Khu Công nghệ cao TP Hồ Chí Minh đã đưa công nghệ mới nổi về điện dung khử ion (Capacitive Deionization - CDI) về Việt Nam để áp dụng vào lĩnh vực xử lý nước.
Công nghệ CDI mà anh đang phát triển có nguồn gốc từ công nghệ siêu hấp thu của siêu tụ điện. Công nghệ lọc nước CDI đã được chứng nhận đạt chuẩn tại Trung tâm Kiểm nghiệm và chứng nhận chất lượng TQC và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật quốc gia TCVN 11978:2017.
TS Quyết cho biết, nếu coi nước là một dung dịch mà 99% các chất trong đó là chất điện giải (bao gồm cả chất độc hại, vi khoáng chất, muối hòa tan…), người ta có thể cho một dòng điện nhẹ chạy qua nguồn nước, dùng điện cực hút các chất hòa tan ra khỏi nước và trữ lại trên bản cực cho dòng nước tinh khiết đi qua.
Khi điện cực đã trữ đầy các chất điện giải, có thể đảo ngược chiều dòng điện để nhả các chất độc hại và dùng một dòng nước nhỏ khác, khiến điện cực trở lại trạng thái ban đầu. Trong điều kiện lý tưởng, các bản cực có thể phóng nạp được 1 triệu lần mà vẫn giữ được 80% hiệu năng.
Tính chất phóng - nạp tương tự như siêu tụ điện đó khiến các lõi lọc nước có thể làm việc liên lục với tuổi thọ rất cao, lên đến 5 - 10 năm.
Nhờ lợi dụng tính chất khác nhau của các ion trong nước – ví dụ, ion độc hại như sắt, nhôm, asen, crom… thường có điện tích lớn và khối lượng nặng, ngược với các khoáng chất có lợi cho sức khỏe như kali, natri, canxi, magie, kẽm… do vậy, hệ thống có thể điều chỉnh được lượng chất mong muốn giữ lại bằng cách thay đổi điện áp hút ion hoặc tốc độ dòng nước chảy.
Công nghệ CDI là công nghệ mới có khả năng lọc các chất hòa tan, muối và vi sinh hiệu quả giúp nguồn nước đạt tiêu chuẩn QCVN 6-1:2010/BYT. Giải pháp công nghệ lọc CDI được cải tiến nhằm nâng cao tốc độ lọc lên 5 lần trong quá trình xử lý nước mưa giúp mang lại hiệu quả kinh tế và xã hội.
Áp dụng công nghệ CDI để lọc nước mưa là hướng đi mới của nhóm nghiên cứu. Hệ thống lọc với công suất 100m3/h ứng dụng công nghệ CDI có thể giúp các khu công nghiệp, khu dân cư, tòa nhà và hộ dân… giải quyết các vấn đề về an ninh nước sạch, giảm nước thải, giúp chống ngập đô thị.
Ngoài ra, công nghệ CDI còn có thể ứng dụng cho hầu hết các nguồn nước bao gồm nước máy, nước thải, nước ô nhiễm và kể cả nước nhiễm mặn…
Nước thải bỏ chỉ 5 - 10%
Công nghệ lọc nước phổ biến nhất hiện nay là công nghệ RO. Bản chất của công nghệ RO là ép nước qua một màng lọc để giữ lại muối và thu được dòng nước tinh khiết, mà muối và nước đều là phân tử quá nhỏ để có thể dễ dàng ép qua màng, do vậy, quá trình lọc sẽ đòi hỏi áp lực lớn và tiêu tốn nhiều năng lượng. Kết quả khiến công nghệ RO tạo ra dòng nước thải bỏ lên tới 40% - 70%.
Theo TS Đỗ Hữu Quyết, ở những nơi nước ngọt quý hơn cả vàng, người ta không thể để lãng phí dù một giọt nước. Mặc dù, nước thải của công nghệ RO có thể tận dụng cho các mục đích có tiêu chuẩn ít khắt khe hơn như tưới tiêu, thau rửa, giặt giũ… nhưng các nhà phát triển công nghệ lọc nước khác vẫn phấn đấu có được tỷ lệ nước sạch cho sinh hoạt cao nhất có thể trong cùng phạm vi chi phí.
Do nguyên tắc hoạt động của công nghệ CDI là “nhặt” các hạt muối và chất độc hại ra khỏi dòng nước nên TS Quyết cho biết lượng nước thải bỏ chỉ khoảng 5 - 10%.
Trước đây, công nghệ CDI chủ yếu được sử dụng để khử muối trong nước lợ. Việc ứng dụng công nghệ trong lọc nước mưa đơn giản hơn, được nhóm nghiên cứu thử nghiệm trong nhiều năm và đã được chứng minh hiệu quả, sẵn sàng áp dụng.
Nhóm kỳ vọng khi công nghệ được triển khai rộng rãi trong các tòa nhà, chung cư, căn hộ… có thể tận dụng được nước mưa làm nước sinh hoạt an toàn, hiệu quả, giá rẻ.
Được biết, chi phí đầu tư ban đầu của công nghệ CDI có thể cao hơn 2 - 3 lần so với công nghệ RO, nhưng do khác biệt về tuổi thọ màng và chi phí vận hành nên chi phí tổng thể của hai công nghệ này đang tương đương nhau.
