Các kết quả thực nghiệm thu được trong thời gian khảo sát hệ thống chưng cất màng đã chứng tỏ tính khả thi của công nghệ này cho ứng dụng khử mặn nước biển cung cấp nước uống cho các cộng đồng dân cư trên các đảo và hải đảo của Việt Nam. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy hệ thống chưng cất màng MD thu được nước ngọt đạt tiêu chuẩn nước uống (về độ mặn và các chỉ số đặc trưng quan trọng), có mức tiêu thụ năng lượng hợp lý với điều kiện địa lý và kỹ thuật trên đảo. Song, để có thể phát triển nhân rộng và thương mại hóa công nghệ chưng cất màng, có một số trở ngại kỹ thuật đối với các hệ thống chưng cất màng MD mà cần phải tập trung giải quyết. Trở ngại lớn nhất là tác động của môi trường biển lên độ bền và tuổi thọ của các hệ thống khử mặn nước biển. Thực tế nghiên cứu khảo sát trên đảo cho thấy ảnh hưởng của hơi mặn và nhiệt độ lên các linh kiện, chi tiết của hệ thống chưng cất màng là rất lớn. Dù phần lớn các chi tiết của hệ thống MD có thể được chế tạo bằng nhựa để chống ăn mòn, việc phải làm việc với dòng nước nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài sẽ ảnh hưởng đến các đặc tính cơ lý của vật liệu nhựa, dẫn đến hiện tượng bị lão hóa nhanh. Hình 34 thể hiện tác động rất mạnh của môi trường biển lên độ bền của các chi tiết, thiết bị sử dụng trong các hệ thống khử mặn nước biển ở trên các đảo và hải đảo. Với thực trạng này, rõ ràng cần nghiên cứu nhiệt đới hóa và nâng cao khả năng chống chọi với điều kiện môi trường biển đảo của các hệ thống chưng cất màng khử mặn nước biển là rất cần thiết.
Hình 34. Tác động của môi trường biển đảo lên độ bền và tuổi thọ của các chi tiết, thiết bị của các hệ thống khử mặn nước biển trong môi trường biển
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Sau một thời gian nghiên cứu, khảo sát, tiến hành thực hiện, luận văn đã đạt mục đích, yêu cầu đề cương đăng ký:
1. Nghiên cứu phân tích, đánh giá nguyên lý hoạt động, điều kiện vận hành, và ưu nhược điểm của các công nghệ khử mặn nước biển trong đó có công nghệ chưng cất màng.
2. Phân tích nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm của các cấu hình chưng cất màng, từ đó lựa chọn cấu hình chưng cất màng đệm không khí (AGMD) cho hệ thống chưng cất màng khử mặn nước biển quy mô pilot.
3. Thiết kế và chế tạo hệ thống chưng cất màng MD khử mặn nước biển có sử dụng năng lượng mặt trời với công suất 1 m3/ngày: hệ thống gồm 03 mô đun màng lọc có cấu hình AGMD với diện tích bề mặt màng là 77,7 m2.
4. Khảo sát và đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống ở các điều kiện vận hành khác nhau, từ đó đánh giá tính khả thi của công nghệ trong thời gian vận hành kéo dài.
Do thời gian nghiên cứu còn hạn chế trong bối cảnh dịch bệnh Covid-19 diễn biến phức tạp và khó lường, luận văn không tránh khỏi còn tồn tại hạn chế và sai sót. Tác giả rất mong nhận được ý kiến góp ý của các phản biện và bạn đọc để khắc phục và sửa chữa.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ahmed F.E., Hashaikeh R., and Hilal N. - Solar powered desalination – Technology, energy and future outlook, Desalination 453 (2019) 54-76. 2. Bundschuh J., Kaczmarczyk M., Ghaffour N., and Tomaszewska B. -
State-of-the-art of renewable energy sources used in water desalination: Present and future prospects, Desalination 508 (2021) 115035.
3. Lim Y.J., Goh K., Kurihara M., and Wang R. - Seawater desalination by reverse osmosis: Current development and future challenges in membrane fabrication – A review, Journal of Membrane Science 629 (2021) 119292. 4. Duong H.C., Tran T.L., Ansari A.J., Cao H.T., Vu T.D., and Do K.-U. - Advances in Membrane Materials and Processes for Desalination of Brackish Water, Current Pollution Reports 5 (2019) 319-336.
5. Duong H.C., Ansari A.J., Nghiem L.D., Pham T.M., and Pham T.D. - Low Carbon Desalination by Innovative Membrane Materials and Processes, Current Pollution Reports 4 (2018) 251-264.
6. Duong H.C., Membrane distillation for strategic desalination, Doctor of Philosophy Thesis, School of Civil, Mining and Environmental Engineering (2017), University of Wollongong. p. 155.
7. Mezher T., Fath H., Abbas Z., and Khaled A. - Techno-economic assessment and environmental impacts of desalination technologies, Desalination 266 (2011) 263-273.
8. Kayvani Fard A., Rhadfi T., Khraisheh M., Atieh M.A., Khraisheh M., and Hilal N. - Reducing flux decline and fouling of direct contact membrane distillation by utilizing thermal brine from MSF desalination plant, Desalination 379 (2016) 172-181.
9. Adham S., Hussain A., Matar J.M., Dores R., and Janson A. - Application of Membrane Distillation for desalting brines from thermal desalination plants, Desalination 314 (2013) 101-108.
10. Qasim M., Badrelzaman M., Darwish N.N., Darwish N.A., and Hilal N. - Reverse osmosis desalination: A state-of-the-art review, Desalination 459
(2019) 59-104.
11. Duong H.C., Nguyen N.C., Do K.-U., and Le S.T. - Membrane processes and their potential applications for fresh water provision in Vietnam, Vietnam Journal of Chemistry 55 (2017) 533-544.
12. Liu L. and Cheng Q. - Mass transfer characteristic research on electrodialysis for desalination and regeneration of solution: A comprehensive review, Renewable and Sustainable Energy Reviews 134
(2020) 110115.
13. Al-Amshawee S., Yunus M.Y.B.M., Azoddein A.A.M., Hassell D.G., Dakhil I.H., and Hasan H.A. - Electrodialysis desalination for water and wastewater: A review, Chemical Engineering Journal 380 (2020) 122231. 14. Suwaileh W., Johnson D., and Hilal N. - Membrane desalination and water re-use for agriculture: State of the art and future outlook, Desalination 491
(2020) 114559.
15. Naidu G., Tijing L., Johir M.A.H., Shon H., and Vigneswaran S. - Hybrid membrane distillation: Resource, nutrient and energy recovery, Journal of Membrane Science 599 (2020) 117832.
16. Drioli E., Ali A., and Macedonio F. - Membrane distillation: Recent developments and perspectives, Desalination 356 (2015) 56-84.
17. Alkhudhiri A., Darwish N., and Hilal N. - Membrane distillation: A comprehensive review, Desalination 287 (2012) 2-18.
18. Duong H.C., Duke M., Gray S., Cooper P., and Nghiem L.D. - Membrane scaling and prevention techniques during seawater desalination by air gap membrane distillation, Desalination 397 (2016) 92-100.
19. Duong H.C., Cooper P., Nelemans B., Cath T.Y., and Nghiem L.D. - Evaluating energy consumption of air gap membrane distillation for seawater desalination at pilot scale level, Separation and Purification Technology 166 (2016) 55-62.
20. Duong H.C., Cooper P., Nelemans B., Cath T.Y., and Nghiem L.D. - Optimising thermal efficiency of direct contact membrane distillation by brine recycling for small-scale seawater desalination, Desalination 374
(2015) 1-9.
21. Ma Q., Xu Z., and Wang R. - Distributed solar desalination by membrane distillation: current status and future perspectives, Water Research 198
(2021) 117154.
22. Andrés-Mañas J.A., Roca L., Ruiz-Aguirre A., Acién F.G., Gil J.D., and Zaragoza G. - Application of solar energy to seawater desalination in a pilot system based on vacuum multi-effect membrane distillation, Applied Energy 258 (2020) 114068.
23. Blanco Gálvez J., García-Rodríguez L., and Martín-Mateos I. - Seawater desalination by an innovative solar-powered membrane distillation system: the MEDESOL project, Desalination 246 (2009) 567-576.
24. Duong H.C., Phan N.D., Nguyen T.V., Pham T.M., and Nguyen N.C. - Membrane distillation for seawater desalination applications in Vietnam: potential and challenges, Vietnam Journal of Science and Technology 55
(2017) 659-682.
25. Alawad S.M. and Khalifa A.E. - Performance and energy evaluation of compact multistage air gap membrane distillation system: An experimental investigation, Separation and Purification Technology 268
(2021) 118594.
26. Bindels M., Carvalho J., Gonzalez C.B., Brand N., and Nelemans B. - Techno-economic assessment of seawater reverse osmosis (SWRO) brine treatment with air gap membrane distillation (AGMD), Desalination 489
(2020) 114532.
27. El Amali A., Bouguecha S., and Maalej M. - Experimental study of air gap and direct contact membrane distillation configurations: application to geothermal and seawater desalination, Desalination 168 (2004) 357. 28. Kalla S. - Use of membrane distillation for oily wastewater treatment – A
review, Journal of Environmental Chemical Engineering 9 (2021) 104641. 29. Li C., Deng W., Gao C., Xiang X., Feng X., Batchelor B., and Li Y. - Membrane distillation coupled with a novel two-stage pretreatment process for petrochemical wastewater treatment and reuse, Separation and Purification Technology 224 (2019) 23-32.
30. Warsinger D.M., Swaminathan J., Guillen-Burrieza E., Arafat H.A., and Lienhard V J.H. - Scaling and fouling in membrane distillation for desalination applications: A review, Desalination 356 (2015) 294-313. 31. Tijing L.D., Woo Y.C., Choi J.-S., Lee S., Kim S.-H., and Shon H.K. -
Fouling and its control in membrane distillation—A review, Journal of Membrane Science 475 (2015) 215-244.
32. J. L. - Review of Materials for Solar Thermal Collectors, Advanced Materials Research 171 (2011) 486-489.
33. P. V., S.S. K., S. S., and R. P. - Comparison of evacuated tube and flat plate solar collector - A review, World Wide Journal of Multidisciplinary Research and Development 2017) 32-36.