Công nghệ xử lý nước sạch hộ gia đình

Nước sạch giờ đây đã trở thành vấn đề “xa xỉ” đối với loài người khi mà nước bẩn chiếm tỷ lệ cao hơn nhiều so với lượng nước sạch sản xuất ra mỗi ngày. Theo thống kê của tổ chức UNICEF, có khoảng 783 triệu người thiếu nước sạch trầm trọng và họ phải mất đến 200 triệu giờ mỗi ngày để đi lấy nước sạch từ các nguồn rất xa.

Tuy nhiên, các công nghệ xử lý nước thải, các thiết bị dạng bể sử dụng năng lượng mặt trời dùng để bay hơi và ngưng tụ thành nước uống sạch có chi phí khá “đắt đỏ” so với nguồn vốn bỏ ra đối với các hộ gia đình có mức sống trung bình. Và lượng nước sản xuất ra chỉ đủ để sử dụng cho một gia đình quy mô nhỏ.

Chưa kể các công nghệ lọc nước ô nhiễm thông thường phải yêu cầu có vốn đầu tư lớn, cần cơ sở hạ tầng và tiêu tốn khá nhiều chi phí lẫn nguồn năng lượng đáp ứng cho quá trình vận hành. Điều này nằm ngoài khả năng đối với nhiều tổ chức khác.

Cách xử lý nước sạch hộ gia đình

Các nhà khoa học đã phát minh ra một loại gel đặt trong bể chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời giúp tạo ra nguồn nước sạch lớn. Đối với các bể chưng cất truyền thống thì chúng có cấu tạo bao gồm đáy màu đen, chứa đầy nước và được đậy bằng tấm thủy tinh hoặc tấm nhựa trong.

Đáy đen dưới đáy bể có tác dụng hấp thu ánh sáng mặt trời, giúp nước bay hơi và giữ lại các chất ô nhiễm ở phía sau. Nước bay hơi và ngưng tụ tại tấm đậy và nhỏ giọt vào bể chứa nước. Vì tia mặt trời làm nóng toàn bộ thể tích nước trước khi bay hơi nên việc này tạo ra rất ít nước sạch.

Hiện nay, mỗi công nghệ chỉ sản xuất 0,3 lít nước/giờ/m2, nhưng người bình thường cần đến 3 lít nước/ngày trong khi đó thiết bị khi hoạt động ở công suất tối đa chỉ có thể sản xuất ra 1,6 lít nước/giờ/m2. Vậy làm thế nào để cung cấp nguồn nước sạch đủ lớn cho nhu cầu sử dụng của con người? Giải pháp nào xử lý môi trường, xử lý nước sạch nhiễm bẩn cho các hộ gia đình!

Với những nhược điểm ấy, nhiều nhà nghiên cứu tiến hành nâng cấp bể chưng cất bằng năng lượng mặt trời nhằm tạo ra phương pháp lọc nước giá rẻ và hiệu quả hơn so với công nghệ truyền thống. Theo đó, họ đã tạo ra một miếng hydrogel từ sự kết hợp của 2 polyme, 1 loại polyme sẽ liên kết với nước gọi là polyvinyl alcohol (PVA), còn một loại khác lại hấp thụ ánh sáng gọi là polypyrrole (PPy). Sau đó, những tấm gel được đặt trong các bể chưng cất. Bên trong phần gel, các phân tử nước liên kết với các PVA, những phân tử nước hình thành nhiều liên kết hóa học (liên kết hydro).

Một phần nước trung gian được tạo ra từ sự kết hợp giữa các phân tử nước liên kết với những phân tử xung quanh được giữ lại trong gel, vì thế mà khả năng bay hơi của chúng cao hơn nhiều hơn so với các phân tử nước thường. Nhờ sự cải tiến và nâng cấp này mà bể chưng cất nước năng lượng mặt trời có thể tạo ra 3,2 lít nước/giờ/m2 nước.

Đặc biệt, các nhà nghiên cứu còn trộn chitosan (polyme thứ 3) có khả năng hút nước rất mạnh để tạo ra một loại gel có thể giữ lại lượng nước nhiều hơn và tăng năng lượng nước trung gian được giữ trong gel. Do đó, nhờ sử dụng loại hydrogel mới này mà quá trình chưng cất khoảng 3,6 lít nước/giờ/m2 cao hơn nhiều so với các loại thiết bị khác trên thị trường tới 12 lần.

“Đây là điểm khởi đầu tuyệt vời”, đây là tín hiệu tích cực, với tốc độ này, bể có diện tích 1 m2 có thể tạo ra 30 lít nước sạch/ngày, có thể đáp ứng nhu cầu cho một gia đình nhỏ. Ưu điểm của loại thiết bị này còn thể hiện ở việc chi phí và giá thành rẻ và tạo ra nguồn nước sạch tại chỗ với khối lượng lớn mà không tốn quá nhiều chi phí so với trước đây.

Xem thêm bài viết về xử lý nước thải sinh hoạt hộ gia đình.