Nhóm nghiên cứu Việt phát triển máy xử lý nước thân thiện môi trường

Sáng chế không chỉ hướng tới cung cấp nguồn nước sạch an toàn, mà còn góp phần hiện thực hóa mục tiêu phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050.

Từ ý tưởng “xanh hóa” công nghệ xử lý nước, sau hơn 5 năm nghiên cứu, Tiến sĩ Đinh Viết Cường cùng nhóm giảng viên Trường Đại học Xây dựng Hà Nội đã làm chủ công nghệ pin điện hóa (Battery Deionization – BDI) để phát triển máy xử lý nước DIVION – một trong những công trình tiên phong của Việt Nam trong lĩnh vực xử lý nước sạch bền vững. Sản phẩm vừa giành giải Nhì Hội thi Sáng tạo kỹ thuật thành phố Hà Nội lần thứ hai (2024 - 2025).

Máy xử lý nước ứng dụng công nghệ pin điện hóa DIVION tại nhà một hộ dân.

Đổi mới từ công nghệ pin điện hóa

Khác với các hệ thống lọc nước truyền thống dựa vào cơ chế vật lý hoặc hóa học, công nghệ BDI hoạt động dựa trên nguyên lý điện hóa hấp phụ ion. Khi dòng điện một chiều được cấp vào hệ điện cực, các ion dương (Na⁺, Ca²⁺, NH₄⁺) di chuyển về cực âm, còn các ion âm (Cl⁻, SO₄²⁻) di chuyển về cực dương. Quá trình này giúp loại bỏ chọn lọc các ion gây ô nhiễm nhưng vẫn giữ lại khoáng chất tự nhiên có lợi cho sức khỏe.

Khi đảo chiều điện áp, thiết bị tự động nhả ion, giúp tự làm sạch mà không cần hóa chất, qua đó thân thiện với môi trường và giảm chi phí vận hành.

“Chúng tôi muốn tạo ra một sản phẩm không chỉ xử lý nước hiệu quả mà còn góp phần vào mục tiêu phát triển bền vững. Máy DIVION không dùng hóa chất, không thải bỏ chất gây ô nhiễm ra môi trường, đồng thời có thể tích hợp sử dụng điện năng lượng mặt trời, giảm phát thải khí nhà kính,” Tiến sĩ Đinh Viết Cường chia sẻ.

Hiệu quả cao, tiết kiệm năng lượng

Theo nhóm nghiên cứu, thiết bị DIVION có tỷ lệ thu hồi nước đạt 70–90%, tiêu thụ năng lượng chỉ khoảng 0,09 kWh/m³, thấp hơn nhiều so với công nghệ thẩm thấu ngược (RO) hoặc điện thẩm tách (ED).

Nhờ thiết kế cấu trúc mô-đun linh hoạt, máy có thể dễ dàng mở rộng quy mô từ hộ gia đình, khu dân cư nông thôn cho đến khu công nghiệp và đô thị. Một trong những điểm sáng tạo nổi bật của sản phẩm là bộ điện cực titan phủ than hoạt tính từ gáo dừa, vật liệu tự nhiên có độ bền cao, dẫn điện tốt và ổn định trong môi trường nước.

Nhờ cấu trúc này, điện cực có tuổi thọ trên 5 năm, không bị tắc nghẽn như lõi lọc truyền thống, giúp giảm đáng kể chi phí vận hành và lượng rác thải nhựa ra môi trường.

Máy DIVION đã được kiểm nghiệm đạt chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT đối với nước sinh hoạt và có thể đáp ứng QCVN 6-1:2010/BYT cho nước uống trực tiếp. Thiết bị xử lý hiệu quả nước cứng, nước nhiễm mặn, nước chứa kim loại nặng hay amoni, đồng thời có thể nâng cấp để tạo nguồn nước uống trực tiếp.

Hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng 0

Trong bối cảnh Việt Nam cam kết đạt Net Zero vào năm 2050 tại Hội nghị COP26, công trình DIVION được xem là một bước tiến công nghệ mang tính đột phá, thể hiện triết lý “công nghệ phục vụ con người và hành tinh”.

Không chỉ tập trung vào hiệu quả xử lý nước, nhóm nghiên cứu còn chú trọng đến chu kỳ sống của sản phẩm, sử dụng vật liệu tái chế và thiết kế dễ tháo lắp, thuận tiện cho việc tái sử dụng. “Chúng tôi mong muốn mỗi người dân Việt Nam, đặc biệt ở vùng nông thôn và hải đảo, đều có thể tiếp cận nguồn nước sạch và an toàn,” Tiến sĩ Đinh Viết Cường chia sẻ thêm.

Hiện thiết bị được sản xuất với công suất 0,5–2m³/ngày, phù hợp cho hộ gia đình hoặc cơ sở nhỏ. Trong tương lai, nhóm dự kiến nâng cấp lên quy mô công nghiệp và phát triển phiên bản máy xử lý nước uống trực tiếp có bổ sung kiềm, phục vụ các khu dân cư, trường học và nhà máy.

Đánh giá từ giới chuyên môn

Theo GS.TS Đặng Kim Chi, Chủ tịch Hội đồng giám khảo lĩnh vực 4 của Hội thi Sáng tạo kỹ thuật thành phố Hà Nội lần thứ hai, đề tài “Phát triển máy xử lý nước ứng dụng công nghệ pin điện hóa DIVION hướng đến mục tiêu Net Zero 2050” có cơ sở khoa học vững chắc, tính sáng tạo và khả năng ứng dụng cao, phù hợp với chiến lược phát triển bền vững của Thủ đô và cả nước.

“Không chỉ dừng lại ở một sáng chế kỹ thuật, máy DIVION còn mở ra hướng tiếp cận mới trong quản lý tài nguyên nước. Với khả năng tái sinh điện cực, vận hành điện áp thấp, không phát thải nước thải độc hại, sản phẩm góp phần thực hiện các mục tiêu phát triển bền vững (SDGs),” bà Đặng Kim Chi nhận định.

Nhóm nghiên cứu cho biết, trong thời gian tới sẽ tiếp tục hoàn thiện mô-đun xử lý dòng thải cô đặc để đảm bảo không phát sinh ô nhiễm thứ cấp, hướng tới mô hình kinh tế tuần hoàn trong ngành nước, nơi năng lượng, vật liệu và tài nguyên được tái sử dụng hiệu quả.

Từ phòng thí nghiệm đến ứng dụng thực tế, công trình của Tiến sĩ Đinh Viết Cường và cộng sự chứng minh rằng đổi mới sáng tạo là chìa khóa để giải quyết thách thức môi trường. Máy xử lý nước “xanh” DIVION không chỉ là một sáng chế kỹ thuật, mà còn là biểu tượng cho khát vọng khoa học Việt Nam vì một tương lai xanh, sạch và bền vững.