ขอบเขตใหม่ของเทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล: ตัวพาการซึมผ่านของเยื่อกรองน้ำทะเล

ท่ามกลางความตึงเครียดที่เพิ่มขึ้นของทรัพยากรน้ำทั่วโลก เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ซึ่งถือเป็นวิธีสำคัญในการแก้ปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำ กำลังได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ ในหมู่พวกเขา ตัวพาการซึมผ่านของเยื่อกรองน้ำทะเล ได้กลายเป็นจุดสนใจของการวิจัยในปัจจุบันเนื่องจากมีประสิทธิภาพและประหยัดพลังงานสูง

ตัวพาการซึมผ่านของเยื่อกรองน้ำทะเลส่วนใหญ่อาศัยวัสดุเมมเบรนเฉพาะ ซึ่งในฐานะตัวพาการซึมผ่าน สามารถเลือกปล่อยให้โมเลกุลของน้ำผ่านได้ในขณะที่ปิดกั้นเกลือและสิ่งสกปรกอื่น ๆ ในเทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากเมมเบรนแบบประหยัดพลังงาน เมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิส (RO) และเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชัน (UF) เป็นวัสดุเมมเบรนสองชนิดที่ใช้กันมากที่สุด

เมมเบรนรีเวอร์สออสโมซิสกลายเป็นตัวเลือกแรกสำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล เนื่องจากมีอัตราการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลสูงและมีเสถียรภาพที่ดี ใช้ลักษณะของเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านเพื่อให้โมเลกุลของน้ำเท่านั้นที่จะผ่านภายใต้ความกดดัน ในขณะที่ยังคงรักษาเกลือและสิ่งสกปรกอื่นๆ ไว้ที่ด้านหนึ่งของเมมเบรน เมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันถูกใช้เป็นเทคโนโลยีการปรับสภาพสำหรับเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสเพื่อกำจัดสารแขวนลอย คอลลอยด์ และอินทรียวัตถุโมเลกุลขนาดใหญ่ในน้ำทะเล เพื่อปกป้องเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสจากมลภาวะและการอุดตัน

เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากเมมเบรนแบบประหยัดพลังงานไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพของการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมากอีกด้วย กุญแจสำคัญของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่การประยุกต์ใช้อุปกรณ์นำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งสามารถแปลงแรงดันสูงที่ปลายน้ำที่มีความเข้มข้นให้เป็นส่วนหนึ่งของแรงดันขาเข้า ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานได้

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์วัสดุเมมเบรน ตัวพาการซึมผ่านของเมมเบรนกรองน้ำทะเลยังมีการคิดค้นและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในด้านหนึ่ง การวิจัยและพัฒนาวัสดุเมมเบรนชนิดใหม่จะช่วยปรับปรุงอัตราการกรองน้ำทะเลและความเสถียรของเมมเบรนให้ดียิ่งขึ้น และลดความเสี่ยงของมลพิษและการอุดตันของเมมเบรน ในทางกลับกัน การบูรณาการและการเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีเมมเบรนจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและผลการประหยัดพลังงานของการกรองน้ำทะเลให้ดียิ่งขึ้น

เนื่องจากเป็นกระบวนการผสมเมมเบรนความร้อน เทคโนโลยีการกลั่นด้วยเมมเบรน (MD) จึงมีความจุความเค็มสูงในการกรองน้ำทะเลด้วยความร้อนแบบธรรมดา และโครงแบบโมดูลาร์ขนาดกะทัดรัดของระบบเมมเบรน ใช้เมมเบรนที่มีรูพรุนที่ไม่ชอบน้ำเพื่อแยกการไหลของน้ำเกลือที่ให้ความร้อนและการไหลของเพอมิเอตเย็น ขับเคลื่อนการลำเลียงไอน้ำผ่านเมมเบรนผ่านความแตกต่างของอุณหภูมิ และควบแน่นที่ด้านเพอมีเอตเพื่อผลิตน้ำบริสุทธิ์ เทคโนโลยีนี้คาดว่าจะกลายเป็นส่วนเสริมที่สำคัญในด้านการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลในอนาคต

การประยุกต์ใช้พลังงานทดแทนอย่างกว้างขวางและการพัฒนากริดอัจฉริยะจะรวมเทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเข้ากับพลังงานหมุนเวียน เพื่อให้เกิดกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีคาร์บอนต่ำ ซึ่งจะเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการพัฒนาในอนาคตด้วย การใช้พลังงานแสงอาทิตย์สำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลไม่เพียงแต่ช่วยลดการใช้พลังงานและต้นทุนเท่านั้น แต่ยังลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและบรรลุการพัฒนาที่ยั่งยืนอีกด้วย

ในฐานะที่เป็นวิธีสำคัญในการแก้ปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำ ตัวพาการซึมผ่านของเยื่อกรองน้ำทะเลกำลังได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์วัสดุเมมเบรนและนวัตกรรมเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีเมมเบรนกรองน้ำทะเลจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในอนาคต ในอนาคตอันใกล้นี้ เทคโนโลยีเมมเบรนกรองน้ำทะเลจะช่วยให้เรามีแหล่งน้ำทางเลือกที่ทนทานและทนแล้งได้มากขึ้น และมีส่วนช่วยในการอยู่รอดและการพัฒนาของมนุษย์มากขึ้น