Nghiên cứu biến nước mặn thành nước ngọt vì lo ngại thiếu nước

[june04]

Thiếu nước, khoa học chạy đua lọc nước biển thành nước ngọt. Viễn cảnh này có thể xảy ra nếu con người không ý thức tiết kiệm nguồn tài nguyên vô giá này. Công nghệ biến nước biển thành nước ngọt còn rất đắt tiền.

Nhà nghiên cứu Marjolein Vanoppen thử nghiệm lọc nước biển trong phòng thí nghiệm

Với hiện tượng biến đổi khí hậu, lượng mưa ngày càng ít và khô hạn kéo dài hơn, tình hình thiếu nước trở nên gay gắt.

"Hiện thời tưới nước cho bãi cỏ của bạn không phải là ý tưởng tốt. Đừng lãng phí nước quý giá. Có nguy cơ thiếu nước lịch sử". Nước Bỉ đang lên tiếng cảnh báo tình hình thiếu nước nghiêm trọng.

Mùa đông vừa qua mưa ít hơn năm trước, không đủ bù đắp nguồn nước vốn đã thiếu hụt sau đợt khô hạn năm ngoái. Giáo sư Patrick Willems ở Đại học KU Leuven (Bỉ) tặc lưỡi nhận xét: "Chúng tôi chưa từng thấy chuyện này trong mấy chục năm qua".

Sử dụng công nghệ màng lọc

Tại tỉnh nông nghiệp West-Vlaanderen (miền tây nước Bỉ), tỉnh trưởng Carl Decaluwé tuyên bố nếu trời mưa không cung cấp đủ nước, còn một chỗ có thể lấy nước là biển.

Tỉnh đang thực hiện dự án thí điểm lọc nước biển lấy nước ngọt. Các nhà khoa học ở Đại học Ghent đã nghiên cứu và nhận thấy có thể thực hiện dự án nhưng với chi phí khá đắt.

Kỹ sư sinh học Marjolein Vanoppen nhận xét: "Điều này không thể tránh khỏi vì khô hạn sẽ xảy ra thường xuyên hơn".

Bà giải thích: "Từ thời Trung cổ người ta đã dùng kỹ thuật chưng cất để tách muối khỏi nước biển. Hơi nước thu được dùng để uống. Cách này tốn nhiều năng lượng. Muốn sản xuất 1.000 lít nước ngọt từ 2.000 lít nước biển cần từ 15-30 kWh điện.

Cứ thử so sánh, một người dân Bỉ chỉ dùng bình quân 2-4 kWh mỗi ngày thì mức tiêu thụ điện trên lớn đến mức nào".

Bà đã nghiên cứu một giải pháp đỡ tốn điện hơn là công nghệ màng (membrane technology) dựa trên thẩm thấu ngược. Màng bán thấm có các lỗ nhỏ giữ lại các phân tử muối. Nếu sử dụng máy bơm cực mạnh, có thể thu được 500 lít nước ngọt từ 1.000 lít nước biển.

Các nước Trung Đông đang thu hoạch lượng nước khổng lồ bằng phương pháp trên. Tại châu Âu, Tây Ban Nha và Cyprus đi tiên phong trong lĩnh vực này. Úc cũng mới xây dựng một trong những nhà máy khử mặn lớn nhất thế giới.

Lọc nước biển với ánh nắng mặt trời

Tuy vậy, so với bơm và lọc nước sông, nước giếng thì lọc nước biển thành nước ngọt tốn năng lượng hơn nhiều. Các kỹ sư của Đại học Bách khoa Torino (Ý) đã thử nghiệm một công nghệ mới có chi phí rẻ hơn vì sử dụng năng lượng mặt trời.

Nguyên lý vận hành rất đơn giản, bắt chước nguyên lý cây đưa nước từ rễ lên lá qua hiện tượng mao dẫn và thoát hơi nước. Thiết bị nổi lấy nước biển được làm bằng xốp rẻ tiền. Nước biển nóng lên nhờ năng lượng mặt trời sẽ giúp tách muối khỏi nước biển.

Với lượng năng lượng mặt trời cố định, công nghệ mới có thể sản xuất lượng nước gấp đôi.

Công nghệ khử mặn thông thường cần các linh kiện cơ hoặc điện đắt tiền như ống bơm, hệ thống điều khiển và kỹ thuật viên lắp ráp, bảo trì. Công nghệ mới dựa trên quá trình tự phát và không cần máy móc trợ giúp.

Năng suất đạt được tối thiểu 20 lít nước uống mỗi ngày trên 1m2 tiếp xúc với ánh nắng. Thiết bị ít tốn kém, dễ lắp đặt, dễ sửa chữa, thích hợp với các địa phương ven biển thường xuyên thiếu nước, thiếu cơ sở hạ tầng và vốn đầu tư.

Giải pháp tái sử dụng nước thải

Tái sử dụng nước thải cũng là một giải pháp sản xuất nước ngọt. Tại Koksijde (tỉnh West-Vlaanderen), nhà sản xuất nước uống IWVA chứng minh có thể làm sạch nước thải theo cách tự nhiên.

Nước thải đã qua xử lý được bơm vào các cồn cát, sau đó nước lọc thu được dưới mặt đất lại được bơm trở lại đến khi sạch sẽ hoàn toàn. IWVA đang tiếp tục thử nghiệm biến nước tiểu thành nước uống. Vấn đề công nghệ miễn bàn, chỉ còn rào cản tâm lý vì ít ai muốn uống nước thải hay nước tiểu.