محاضرة شابة تبحث في تقنية جديدة لتحويل المياه المالحة إلى مياه عذبة

وصل البحث العملي لمحاضرة من بلدة جبلية حول تقنية معالجة المياه المالحة إلى الجولة النهائية لجائزة العلوم والتكنولوجيا للمحاضرين الشباب لعام 2024.

بفضل موضوع البحث المتعلق بنظام الغشاء المدمج FO-MD لمعالجة المياه المالحة لتوفير المياه النظيفة للمناطق الساحلية والجزرية، أصبحت الدكتورة نجوين تي هاو، المحاضرة في كلية الكيمياء والبيئة بجامعة دالات، واحدة من 17 مؤلفًا دخلوا الجولة النهائية من جائزة العلوم والتكنولوجيا للمحاضرين الشباب في عام 2024.

وقد تم تقييم هذا الموضوع من قبل العلماء في لجنة التحكيم باعتباره ذا قيمة عملية عالية، إلى جانب 16 موضوعًا آخر متفوقًا على مئات الأعمال البحثية والمنشورات العلمية ومنتجات النقل للمحاضرين الشباب من 29 جامعة في جميع أنحاء البلاد.

العثور على الحل الأمثل

قالت الدكتورة نغوين ثي هاو: "يزداد تغير المناخ العالمي خطورة، ومن المتوقع أن يشهد تطورات معقدة في السنوات القادمة، تتجلى بوضوح في الظواهر الجوية غير العادية، كالفيضانات والانهيارات الأرضية والجفاف وتسرب المياه المالحة، والتي تحدث بشكل متكرر ولفترات طويلة، مما يؤثر بشكل خطير على حياة الناس. وتُعتبر فيتنام، على وجه الخصوص، من أكثر الدول تأثرًا بتغير المناخ نظرًا لطول سواحلها."

المحاضر الشاب نجوين ثي هاو (في الوسط) في المختبر

وفقًا للمحاضرة، يؤدي تدفق الأنهار الصغيرة خلال موسم الجفاف إلى تسرب خطير للمياه المالحة في بعض المقاطعات الوسطى ومقاطعات دلتا ميكونغ. معظم الآبار ملوثة بالملح، ولا يجد الناس مياهًا عذبة للاستخدام.

في الوقت الحالي، لا توجد طريقة فعّالة حقًا للتغلب على هذا الوضع. غالبًا ما يضطر الناس هناك إلى دفع تكاليف باهظة لشراء المياه العذبة للاستخدام. لذلك، من الضروري إيجاد مصدر مياه نظيفة للاستخدام في المناطق الساحلية والجزرية، حيث لا تضمن التقنيات المطبقة حاليًا متطلبات إنشاء مصدر مستدام للمياه النظيفة، كما أقرّ الدكتور هاو.

لمعالجة الملوحة، وتحويل مياه البحر إلى مياه عذبة، طُبّقت تقنيات عديدة، مثل التقطير الحراري، والتبادل الأيوني، والتناضح العكسي، والترشيح النانوي، والتحليل الكهربائي. تتمتع هذه التقنيات بمزايا، إلا أن لها عيوبًا مشتركة، مثل ارتفاع تكاليف الاستثمار، وسهولة تلوث المعدات وسرعة تلوثها.

لذلك، اختار الدكتور هاو دراسة تقنية الأغشية المدمجة FO – MD (التناضح الأمامي – التقطير الغشائي) للعثور على الظروف التشغيلية المثلى لنماذج FO و MD وتقييم كفاءة وتكاليف معالجة التقنية المقترحة مقارنة بتقنيات تحلية المياه الأخرى المتوفرة حاليًا في فيتنام.

منخفضة التكلفة، عالية الكفاءة

"يُعد غشاء التناضح الأمامي FO من أحدث التقنيات العالمية ، وهو ذو جدوى عالية في عملية تحلية المياه، مع مزايا بارزة مثل: انخفاض استهلاك الطاقة، وانخفاض تلوث الغشاء، وكفاءة تحلية عالية. وهو الخيار الأكثر فعالية لمعالجة المياه المالحة"، حسبما ذكرت المحاضرة.

وفقًا للدكتور هاو، تكمن الميزة البارزة لهذه التقنية في أنها تعمل بمبدأ التناضح الطبيعي، نظرًا لاختلاف الضغط الأسموزي بين محلولين، حيث ينتقل الماء من مكان التركيز المنخفض عبر الغشاء إلى مكان التركيز المرتفع. لذلك، لا تستخدم تقنية غشاء التناضح الأمامي الضغط الهيدروليكي كما هو الحال في التناضح العكسي (RO)، مما يُسهم في توفير الطاقة وتقليل تلوث الغشاء، مما يُؤدي إلى انخفاض تكاليف المعالجة.

تشعر المحاضرة بالقلق عندما يضطر الأشخاص في المناطق المتضررة من الملح إلى دفع تكاليف باهظة لشراء المياه العذبة للاستخدام اليومي

خلال البحث، قرر الدكتور هاو اختيار عينات مياه البحر من المناطق الساحلية لمقاطعة نينه ثوان وجزيرة آن بينه ومقاطعة كوانج نجاي لمعالجتها لأن هذه المناطق تواجه أخطر نقص في المياه العذبة.

أظهرت النتائج أن نظام FO-MD حقق كفاءة عالية في إزالة الأملاح، وكان مستقلاً عن ملوحة تيار التغذية. كانت الأوساخ على سطح غشاء FO ضئيلة، ويمكن تنظيفها بالشطف بماء مُحلل DI لمدة 5 دقائق، وتكون جاهزة للدورة التالية. علاوة على ذلك، تمكّن نظام FO-MD المتكامل من إنتاج مياه نظيفة عالية الجودة، حيث تمت معالجة المياه المالحة عبر مرحلتين غشائيتين أثناء التشغيل.

وفقًا للحسابات الأولية المختبرية (باستخدام الطاقة الشمسية)، تبلغ التكلفة التشغيلية الإجمالية لنظام FO-MD لمعالجة ^{متر مكعب} واحد من المياه العذبة 20,389 دونجًا فيتناميًا. في حين تبلغ التكلفة التشغيلية الإجمالية لنظام RO (تقنية التناضح العكسي) لمعالجة ^{متر مكعب} واحد من المياه العذبة 49,160 دونجًا فيتناميًا، أي أعلى بـ 2.4 مرة من تكلفة تقنية FO-MD.

من المعروف أن هذا الموضوع قد حظي بقبول ممتاز من جامعة دالات قبل المشاركة في الجائزة. وقالت الدكتورة نجوين ثي هاو: "أواصل حاليًا تنفيذ مشاريع من صندوق NAFOSTED، وهو مشروع من مجموعة Vingroup يركز على تصنيع أغشية ترشيح FO وMD، مستخدمةً النتائج المختبرية المثلى لتصميم جهاز تنقية مياه بحر تدريجيًا يعمل بالطاقة الشمسية، لاستخدامه في معالجة مياه البحر في المناطق الجزرية والسفن البحرية".

تم إطلاق جائزة العلوم والتكنولوجيا للمحاضرين الشباب (تحت سن 35 عامًا) في مؤسسات التعليم العالي من قبل وزارة التعليم والتدريب، بالتنسيق مع وزارة العلوم والتكنولوجيا واللجنة المركزية لاتحاد الشباب الشيوعي في هوشي منه منذ عام 2018.

معايير الجائزة هي أن يكون العمل البحثي جديداً وإبداعياً وله قيمة علمية وعملية وأن يكون منشوراً أو مطبقاً عملياً لمدة سنة على الأقل (من وقت تقديم الطلب)، وألا يكون قد شارك أو حصل على أي جوائز وطنية أو دولية.

المصدر: https://thanhnien.vn/nu-giang-vien-tre-nghien-cuu-cong-nghe-moi-bien-nuoc-man-thanh-nuoc-ngot-185241030213818512.htm