Biến đổi khí hậu làm gia tăng hạn hán, ô nhiễm nước và cạn kiệt nước ngầm gây ra khủng hoảng nước ngọt trầm trọng, khiến hàng tỷ người đối mặt với khan hiếm nước. Năm 2022, ước tính có khoảng 27,5% dân số thế giới thiếu nước ngọt, và thị trường khử mặn toàn cầu dự kiến đạt 38,1 tỷ USD vào năm 2033 sẽ được thúc đẩy bởi sự gia tăng dân số và cạn kiệt nguồn nước ngọt [1]. Để ứng phó với vấn đề này, các tiến bộ công nghệ đã mở ra tiềm năng sử dụng nước biển như nguồn cung cấp nước ngọt quan trọng trong tương lai. Công nghệ khử mặn, tức là quá trình loại bỏ muối và các tạp chất khỏi nước biển, đã trở thành một nguồn thay thế quan trọng phục vụ cho các mục đích như cung cấp nước uống, sử dụng trong nông nghiệp và công nghiệp. Theo Hiệp hội Khử mặn Quốc tế, trên thế giới hiện có hơn 16.000 nhà máy khử mặn đang hoạt động với tổng công suất sản xuất nước ngọt đạt 87,5 triệu m3/ngày, đáp ứng nhu cầu cho khoảng 300 triệu người. Phương pháp khử mặn ban đầu như chưng cất đã được phát triển từ thời cổ đại và được nâng cấp qua nhiều thế kỷ. Mặc dù vậy, phương pháp này tiêu thụ nhiều năng lượng và kém hiệu quả hơn so với các công nghệ hiện đại. Nguyên lý chưng cất đơn giản là đun nóng nước để tạo ra hơi nước, sau đó ngưng tụ hơi nước thành nước ngọt; muối và tạp chất từ đó được cô đặc lại. Mặc dù có cấu trúc và vận hành đơn giản, nhưng chi phí chưng cất lớn đã hạn chế việc áp dụng rộng rãi phương pháp này.
Để giải quyết những hạn chế trên, việc phát triển các công nghệ mới khử mặn hiệu quả hơn trở nên cấp bách. Một số phương pháp tiên tiến như thẩm thấu ngược (RO), điện phân (ED), khử ion bằng điện dung (CDI), khử mặn bằng màng (MD), và thu hơi nước biển rồi ngưng tụ thành nước ngọt (SVC) hiện đang dẫn đầu trong lĩnh vực này. Ngoài ra, phương pháp khử mặn đa hiệu ứng (MED) và các hệ thống kết hợp RO với các công nghệ khác cũng mang lại những giải pháp đầy hứa hẹn. Những tiến bộ này không chỉ cải thiện hiệu quả năng lượng mà còn giải quyết các thách thức về môi trường và kinh tế mà các phương pháp truyền thống gây ra.
Công nghệ ngưng tụ hơi nước biển (Seawater vapor condensation – SVC)
Dựa trên ý tưởng mặt trời làm nóng bề mặt đại dương, gây bay hơi và tạo ra nước ngọt dưới dạng mưa, một nhóm nghiên cứu tại Trường ĐH Illinois của Mỹ đã đề xuất phương pháp khai thác nguồn hơi nước từ đại dương để sản xuất nước ngọt [2]. Nhóm nghiên cứu đã đề xuất xây dựng các cấu trúc ngoài khơi, cách đất liền vài km, thu giữ không khí giàu hơi nước và dẫn về đất liền để ngưng tụ thành nước ngọt, sau đó được sử dụng cho sinh hoạt, nông nghiệp và các nhu cầu khác. Hệ thống SVC hoạt động tương tự vòng tuần hoàn nước tự nhiên, nhưng với sự can thiệp kỹ thuật để điều hướng hơi nước về nơi cần thiết. Năng lượng để vận hành hệ thống có thể đến từ các trang trại gió ngoài khơi và các tấm pin mặt trời trên đất liền, giúp đảm bảo tính bền vững.
Nhóm nghiên cứu đã điều tra 14 thành phố lớn trên thế giới, bao gồm Abu Dhabi, Rome, Los Angeles và Barcelona, để đánh giá khả năng khai thác hơi nước từ không khí ngoài khơi. Với cấu trúc chiết xuất hơi nước có chiều cao 100 m và chiều rộng 210 m, có thể sản xuất từ 37,6 tỷ đến 78,3 tỷ lít nước mỗi năm, đủ để cung cấp cho các thành phố lớn [2, 3]. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng chỉ cần từ hai đến mười đơn vị hệ thống SVC là có thể đáp ứng nhu cầu nước ngọt của một thành phố với mức tiêu thụ giả định 300 lít/người/ngày.Tiềm năng của hệ thống này càng được củng cố bởi theo dự báo biến đổi khí hậu sẽ làm cho dòng hơi nước trên đại dương gia tăng theo thời gian, cung cấp nguồn nước ngọt lớn hơn. Đây là một giải pháp cần thiết và hiệu quả để ứng phó với biến đổi khí hậu, đặc biệt có ích cho các khu vực khô hạn và bán khô hạn. Mặc dù chi phí xây dựng cơ sở thu gom hơi nước ước tính 600 triệu USD, cao hơn so với nhà máy khử mặn (200 triệu USD), các nhà khoa học tin rằng chi phí trên có thể được tối ưu hóa và hệ thống sẽ vận hành bền vững, hiệu quả hơn trong dài hạn so với các phương pháp hiện tại.
Công nghệ thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis – RO)
Công nghệ RO hiện nay chiếm ưu thế trên thị trường, chiếm khoảng 46% doanh thu toàn cầu trong ngành công nghiệp khử muối nước biển và trở thành lựa chọn ưu tiên so với các phương pháp khác như chưng cất nhiệt và màng lọc [1]. Khả năng tiết kiệm năng lượng và chi phí sản xuất nước ngọt thấp hơn so với các phương pháp chưng cất truyền thống là lý do chính dẫn đến sự phổ biến của công nghệ RO. Công nghệ RO hoạt động dựa trên việc sử dụng áp suất cao để đẩy nước biển qua màng bán thấm, cho phép các phân tử nước đi qua nhưng giữ lại muối và các tạp chất khác, tạo ra nước ngọt từ nước biển. Quá trình này được thương mại hóa lần đầu tiên vào năm 1964 và đến nay đã phát triển thành công nghệ dẫn đầu trong việc khử muối nước biển.
Công nghệ RO được áp dụng rộng rãi tại nhiều nhà máy khử muối lớn trên thế giới. Ví dụ, nhà máy Sorek tại Israel có công suất 624.000 m3/ngày là nhà máy RO lớn nhất thế giới, cung cấp khoảng 20% nhu cầu nước sinh hoạt cho Israel với mức tiêu thụ năng lượng chỉ từ 3 – 3,5 kWh/m3 [5]. Tại Ras Al-Khair, Ả Rập Xê Út, một nhà máy kết hợp giữa RO và chưng cất nhiệt có công suất 1.036.000 m3/ngày cũng sử dụng công nghệ RO cho một phần lớn trong quá trình khử muối [6]. Sự cải tiến liên tục của công nghệ RO đã mang lại những bước tiến vượt bậc, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng, biến RO thành một trong những công nghệ khử muối tiết kiệm năng lượng nhất hiện nay. Các thiết bị thu hồi năng lượng, chẳng hạn như bộ trao đổi áp và bộ tăng áp đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa hiệu suất năng lượng; các hệ thống này tái sử dụng năng lượng từ dòng nước thải áp suất cao và chuyển lại cho dòng nước đầu vào, giúp giảm mức tiêu thụ từ mức 8 kWh/m3 xuống còn khoảng 1,6 kWh/m3; điều này giúp giảm đáng kể chi phí vận hành do năng lượng thường chiếm tới 80% tổng chi phí sản xuất nước ngọt [7, 8].Ngoài ra, những cải tiến trong công nghệ màng lọc cũng đã nâng cao hiệu suất của hệ thống RO: nghiên cứu tích hợp vật liệu nano như ống nano cacbon và graphen oxit vào màng RO không chỉ cải thiện khả năng lọc muối mà còn kháng bám bẩn sinh học, giúp kéo dài tuổi thọ màng; những màng nano này không chỉ tăng cường hiệu suất mà còn giảm thiểu sự cố tắc nghẽn [4, 9]. Trong một nghiên cứu khác, Sanz và cộng sự đã kết hợp công nghệ chưng cất nhanh nhiều giai đoạn (Multi-stage flash – MSF) và RO ba giai đoạn với tổng sản lượng nước được chia 62,5% từ MSF và 37,5% từ RO trong nhà máy RO để sản xuất được 170.500 m3 nước ngọt/ngày [10].
Công nghệ điện thẩm tách (Electrodialysis – ED)
Công nghệ ED từ lâu đã được công nhận là một giải pháp hiệu quả trong việc sản xuất nước ngọt bằng cách loại bỏ muối và các tạp chất từ nước, qua đó biến nước biển thành nguồn nước có thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt và công nghiệp. Công nghệ vận hành dựa trên nguyên lý điện hóa sử dụng các màng chọn lọc ion cho phép chỉ các ion dương hoặc âm đi qua khi có dòng điện, từ đó loại bỏ các muối trong nước. Công nghệ này đã trải qua hơn năm thập kỷ phát triển, đem lại nhiều lợi ích về hiệu suất năng lượng và chi phí vận hành so với các công nghệ khử mặn khác.
Một trong những ưu điểm đáng chú ý của hệ thống khử mặn bằng ED là tiêu thụ năng lượng thấp hơn, giảm bớt gánh nặng môi trường. Hệ thống này còn có khả năng thích ứng cao, cho phép tùy chỉnh dễ dàng để đáp ứng nhu cầu và quy mô sử dụng nước khác nhau từ nhỏ đến công nghiệp. Hơn nữa, màng trong quá trình ED ít bị bẩn hơn so với các công nghệ khác nên giảm được nhu cầu bảo trì và từ đó giảm chi phí vận hành trong thời gian dài. Tuy nhiên, công nghệ ED vẫn đối mặt với một số thách thức: quá trình vận hành đòi hỏi phải kiểm soát dòng điện và màng chọn lọc ion chính xác; chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống có thể khá cao.
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của hệ thống khử mặn nhỏ bằng công nghệ ED. Các nghiên cứu nổi bật như của Nayar và cộng sự đã cho thấy khả năng khử mặn hiệu quả với mức tiêu thụ năng lượng thấp, đồng thời đạt được hiệu suất thu nước ngọt đáng kể, duy trì tỷ lệ thu hồi nước cao (lên đến 95%) so với các sản phẩm ứng dụng công nghệ RO hiện có trên thị trường [12]. Các hệ thống này không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn có khả năng phục hồi nước cao, biến ED thành một giải pháp tiềm năng để giải quyết vấn đề khan hiếm nước toàn cầu. Những cải tiến gần đây trong công nghệ ED càng củng cố tiềm năng của nó. Ví dụ, năm 2021, Setodeh và cộng sự đã phát triển công nghệ lai giữa ED và điện phân tách đảo chiều (RED) với mục tiêu khử mặn và đồng thời tạo ra năng lượng tái tạo [13]; nguyên tắc của công nghệ này là sử dụng ED để khử muối và RED để chuyển hóa chênh lệch nồng độ ion thành năng lượng điện; công nghệ này có tiềm năng lớn trong việc cung cấp nước sạch và năng lượng tái tạo ở các vùng khan hiếm tài nguyên. Một ví dụ khác, Alkhadra và cộng sự đã nghiên cứu công nghệ điện thẩm tách sốc – “shock electrodialysis” (shock ED), một quy trình điện động học mới giúp khử mặn liên tục cho nước biển nhân tạo với hiệu suất loại bỏ muối lên đến 99,8%, đặc biệt loại bỏ hơn 99,99% ion magiê [14]; điểm mới của nghiên cứu là việc sử dụng dung dịch đệm natri xitrat để giảm lượng chất thải và ngăn ngừa phản ứng kết tủa tại các điện cực, đồng thời tối ưu hóa năng lượng tiêu thụ; công nghệ này hứa hẹn áp dụng cho quá trình sản xuất quy mô nhỏ, phù hợp cho các khu vực xa xôi hoặc thiếu nguồn lực.Trong một nghiên cứu mới đây, Nayar và cộng sự đã kết hợp công nghệ RO-ED và kết tinh (crystallizer) để giảm chi phí sản xuất nước ngọt từ nước biển đồng thời không xả nước muối ra biển [11]; bằng cách sử dụng nước muối RO thay vì nước biển trong kênh pha loãng của ED, chi phí sản xuất nước giảm 87%, từ 27 USD xuống còn 3,5 USD/m3, và việc tối ưu hóa mật độ dòng điện ED còn giúp giảm thêm 14% chi phí [11]; kết quả cho thấy hệ thống này có thể khả thi về mặt kinh tế ở các khu vực như Trung Đông, với tiềm năng tăng lợi nhuận từ các sản phẩm phụ khác như magiê hydroxit (Mg(OH)₂) hoặc brom (Br2).
Công nghệ khử ion bằng điện dung (Capacitive Deionization – CDI)
Công nghệ CDI đang nổi lên như một phương pháp tiềm năng trong việc loại bỏ muối khỏi dung dịch nước biển, với tính năng ưu việt hơn về mặt tiêu thụ năng lượng so với nhiều công nghệ khử mặn truyền thống. Tuy nhiên, để khai thác tối đa tiềm năng của CDI cần có thêm nhiều nghiên cứu thực tế để khắc phục những nhược điểm của công nghệ này, đặc biệt là khi xử lý nước biển có nồng độ muối cao. CDI hoạt động dựa trên nguyên lý điện hóa, sử dụng một thiết bị điện hai lớp được gọi là tụ điện dòng chảy. Khi các điện cực trong hệ thống CDI được nạp điện bằng nguồn điện bên ngoài, các ion mang điện tích dương và âm trong dung dịch nước, như anion và cation, sẽ bị hút vào lớp điện kép tại bề mặt tiếp xúc giữa dung dịch và điện cực. Khi các điện cực đã bão hòa, hệ thống có thể dễ dàng tái tạo bằng cách loại bỏ sự chênh lệch điện thế giữa các điện cực, cho phép quá trình loại bỏ muối tiếp tục mà không cần thay thế vật liệu điện cực.
Công nghệ CDI có nhiều ưu điểm vượt trội so với các công nghệ khử mặn truyền thống. Trước hết, CDI không yêu cầu sử dụng các dung dịch axit, bazơ hoặc muối để tái tạo hệ thống như trong công nghệ trao đổi ion, mà quá trình tái tạo điện cực diễn ra bằng cách rút điện, giúp tránh phát sinh chất thải thứ cấp. CDI cũng tiết kiệm năng lượng hơn so với các quy trình nhiệt như bốc hơi và không cần màng lọc áp suất cao hay bơm mạnh như trong hệ thống RO hay ED. Bên cạnh đó, CDI còn có khả năng loại bỏ nhiều loại tạp chất cùng lúc, bao gồm cả kim loại nặng và các hạt keo lơ lửng; điều này giúp mở rộng khả năng ứng dụng của công nghệ trong xử lý nước. Đặc biệt, so với các hệ thống khác như RO hay ED, CDI không đòi hỏi các điều kiện khắc nghiệt về áp suất hay nhiệt độ, làm giảm chi phí vận hành.
Mặc dù có nhiều ưu điểm, công nghệ CDI vẫn đối mặt với một số thách thức lớn, đặc biệt là khi áp dụng để khử mặn nước biển. Hiệu suất của CDI giảm đáng kể khi xử lý các dung dịch có nồng độ muối cao, chẳng hạn như nước biển, do giới hạn khả năng hấp thụ ion của các điện cực. Thêm vào đó, tuổi thọ của các điện cực có thể bị suy giảm sau nhiều chu kỳ sử dụng, ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của hệ thống. Một thách thức khác là chi phí sản xuất các điện cực hiệu suất cao vẫn còn lớn làm tăng chi phí ban đầu. Hơn nữa, so với các công nghệ như RO, khả năng tái tạo điện cực nhanh chóng và xử lý một lượng lớn nước trong thời gian ngắn vẫn còn hạn chế dẫn đến tỷ lệ thu hồi nước thấp và tăng chi phí khử mặn.
Những tiến bộ gần đây trong công nghệ CDI đã giúp nâng cao hiệu suất và mở rộng khả năng ứng dụng của nó trong xử lý nước. El-Deen đã nghiên cứu thành công trong việc tổng hợp graphen composit/thiếc dioxit (Gr/SnO2) bằng phương pháp chiếu xạ vi sóng với các tỷ lệ khác nhau để khử mặn nước muối bằng CDI [15]. Kết quả đo điện hóa cho thấy việc bổ sung SnO2 vào graphen cải thiện đáng kể khả năng hấp thụ điện. Cụ thể, điện cực chứa 15% SnO2 có hiệu suất vượt trội với dung lượng điện dung 323 F/g, có độ ổn định cao, khả năng loại bỏ muối 83%, và dung lượng hấp thụ điện 1,49 mg/g. Điều này khẳng định Gr/SnO2 là một hướng đi tiềm năng cho công nghệ CDI trong khử mặn. Trong một nghiên cứu khác, nhóm Ghamrawi và cộng sự đã nghiên cứu kết hợp hệ thống quang điện (PV) với công nghệ CDI để xử lý nước biển nhờ nguồn năng lượng sạch từ các tấm pin mặt trời [16]. PV cung cấp dòng điện một chiều cho CDI giúp tối ưu hóa quá trình khử mặn. Ở một nghiên cứu khác, Minhas và cộng sự đã nghiên cứu công nghệ kết hợp RO với CDI để khử mặn nước biển, tạo ra nước siêu tinh khiết chất lượng cao [17].
Công nghệ chưng cất màng (Membrane Desalination – MD)
Trong những năm gần đây, công nghệ MD đang nổi lên như một giải pháp tiềm năng trong việc xử lý nước biển, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu về nước sạch ngày càng tăng. MD hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt động lực học, sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai phía của màng kỵ nước để tạo ra quá trình bay hơi. Khi nước nóng tiếp xúc với màng, hơi nước sẽ khuếch tán qua màng trong khi các tạp chất và muối vẫn bị giữ lại. Sau đó, hơi nước được ngưng tụ lại ở phía bên kia của màng tạo ra nước sạch. Công nghệ MD được cấp bằng sáng chế vào năm 1963 và bắt đầu thu hút sự quan tâm vào những năm 1980 nhờ vào việc giảm giá của các màng mô-đun hiệu suất cao. Một trong những lợi thế lớn của công nghệ MD là khả năng xử lý nước biển với nồng độ muối cao mà không cần đến áp suất cao như công nghệ RO, từ đó giúp tiết kiệm năng lượng. MD còn có thể kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời để giảm thiểu chi phí vận hành, biến nó thành một công nghệ thân thiện với môi trường. Khả năng hoạt động ở nhiệt độ thấp và tận dụng nhiệt thải cũng làm cho MD trở thành lựa chọn hấp dẫn trong xử lý nước biển quy mô lớn. Một loạt các nghiên cứu đã được thực hiện để phân tích hệ thống chưng cất màng kết hợp lưu trữ nhiệt. Hệ thống MD kết hợp lưu trữ nhiệt trong phòng thí nghiệm với khả năng tạo ra 11 lít nước mỗi ngày, sử dụng diện tích màng 0,02 m2 và tiêu thụ năng lượng 1.037 kW h/m3 [19]. Zhao và cộng sự đã nghiên cứu hệ thống chứng cất màng chân không (VMD) nhiều giai đoạn tại Singapore, tạo ra 1.000 lít/ngày với diện tích màng 5 m2 và hệ số thu hồi năng lượng là 1,6 [20]. Trong một nghiên cứu khác, nhóm Elsheniti và cộng sự đã nghiên cứu hệ thống chưng cất màng hỗ trợ khí (SGMD) với khả năng sản xuất 411 lít nước mỗi ngày, sử dụng màng có diện tích 1,17 m2, tiêu thụ 11 kWh/m3 năng lượng và chi phí sản xuất nước là 1,3 $/m3 [21].
Tuy nhiên, công nghệ MD vẫn đối mặt với nhiều thách thức lớn. Một trong những vấn đề chính là hiện tượng màng bị tắc nghẽn do sự hình thành của các chất cặn và chất bẩn sinh học, ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống. Thêm vào đó, khả năng ứng dụng của công nghệ MD còn bị hạn chế bởi chi phí sản xuất và bảo trì màng cao, cũng như yêu cầu về thiết kế hệ thống ngưng tụ hiệu quả. Trong nghiên cứu gần đây, hệ thống chưng cất màng khoảng không khí kết hợp ống thu năng lượng mặt trời hút chân không để khử mặn nước biển, giúp giảm chi phí lắp đặt và tăng hiệu quả hoạt động [22]. Lin và cộng sự đã nghiên cứu phát triển màng composit poly(vinyliden florua)/poly(metyl metacrylat) bằng phương pháp tách pha không dung môi (NIPS) sử dụng dung môi xanh là dimetyl sulfoxit cho quá trình khử mặn nước biển [23]. Kết quả cho thấy khi hàm lượng poly(metyl metacrylat) tăng, kích thước lỗ, độ xốp và góc tiếp xúc của màng cũng tăng, trong khi độ dày lớp bề mặt giảm. Màng MD được tổng hợp đạt thông lượng nước thấm cao là 26,04 L/m2.h ở nhiệt độ là 70°C, lưu lượng 0,8 L/phút, chứng minh tiềm năng ứng dụng cho khử mặn [23]. Một nghiên cứu khác tối ưu hóa hệ thống tích hợp FO-MD quy mô thí điểm để khử mặn nước biển. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống đạt được tỷ lệ thu hồi nước ổn định ở mức 33% khi nhiệt độ MD là 85°C, với lưu lượng nước FO dao động từ 6,3 đến 7,3 L/m2h và MD từ 3,75 đến 4 L/m2h [24]. Tiêu thụ điện chủ yếu là để làm nóng và làm mát, dao động từ 10 đến 12 kW/h, cho thấy tiềm năng của hệ thống này khi kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo.
Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Công Nguyên – Trường đại học Đà Lạt.
Biên tập: Quỹ đổi mới sáng tạo Vingroup (VinIF).
Tài liệu tham khảo:
[1] https://www.thebrainyinsights.com/report/water-desalination-market-12700.
[2] A. Rahman, P. Kumar, F. Dominguez, Increasing freshwater supply to sustainably address global water security at scale, Scientific Reports, 12 (2022) 20262.
[3] https://vietq.vn/phat-trien-mo-hinh-thu-hoi-nuoc-tu-dai-duong-de-cung-cap-nuoc-sach-quy-mo-lon-d206981.html.
[4] R. Wang, D. Chen, Q. Wang, Y. Ying, W. Gao, L. Xie, Recent Advances in Applications of Carbon Nanotubes for Desalination: A Review, Nanomaterials, 10 (2020) 1203.
[5] https://ildesal.org.il/sorek-a-desalination-plant.
[6] https://www.aquatechtrade.com/news/desalination/worlds-largest-desalination-plant.
[7] M.J. Guirguis, Energy Recovery Devices in Seawater Reverse Osmosis Desalination Plants with Emphasis on Efficiency and Economical Analysis of Isobaric versus Centrifugal Devices, in, 2011.
[8] A.J. Schunke, G.A. Hernandez Herrera, L. Padhye, T.-A. Berry, Energy Recovery in SWRO Desalination: Current Status and New Possibilities, Frontiers in Sustainable Cities, 2 (2020).
[9] D. Jaspal, A. Malviya, B. El Allaoui, N. Zari, R. Bouhfid, A.E. Kacem Qaiss, S. Bhagwat, Emerging advances of composite membranes for seawater pre-treatment: a review, Water Sci Technol, 88 (2023) 408-429.
[10] M. Sanz, V. Bonnelye, G. Cremer, Fujairah reverse osmosis plant: 2 years of operation, Desalination, 203 (2007) 91-99.
[11] K.G. Nayar, J. Fernandes, R.K. McGovern, B.S. Al-Anzi, J.H. Lienhard, Cost and energy needs of RO-ED-crystallizer systems for zero brine discharge seawater desalination, Desalination, 457 (2019) 115-132.
[12] K.G. Nayar, P. Sundararaman, C.L. O’Connor, J.D. Schacherl, M.L. Heath, M.O. Gabriel, S.R. Shah, N.C. Wright, V.A.G. Winter, Feasibility study of an electrodialysis system for in-home water desalination in urban India, Development Engineering, 2 (2017) 38-46.
[13] M. Setodeh, S. Osfouri, M. Abbasi, R. Azin, Experimental analysis of hybrid electrodialysis (ED)-reverse electrodialysis (RED) process for the desalination of brackish waters and generation of renewable energy in a pilot scale, Desalination and Water Treatment, 231 (2021) 101-112.
[14] M.A. Alkhadra, T. Gao, K.M. Conforti, H. Tian, M.Z. Bazant, Small-scale desalination of seawater by shock electrodialysis, Desalination, 476 (2020) 114219.
[15] A.G. El-Deen, N.A.M. Barakat, K.A. Khalil, M. Motlak, H. Yong Kim, Graphene/SnO2 nanocomposite as an effective electrode material for saline water desalination using capacitive deionization, Ceramics International, 40 (2014) 14627-14634.
[16] A. Ghamrawi, M. Saad, I. Mougharbel, Maximum salt adsorption tracking in capacitive deionization cell powered by photovoltaic solar panel, Desalination, 566 (2023) 116906.
[17] M.B. Minhas, Y.A.C. Jande, W.S. Kim, Combined reverse osmosis and constant-current operated capacitive deionization system for seawater desalination, Desalination, 344 (2014) 299-305.
[18] H.J. Chung, J. Kim, D.I. Kim, G. Gwak, S. Hong, Feasibility study of reverse osmosis–flow capacitive deionization (RO-FCDI) for energy-efficient desalination using seawater as the flow-electrode aqueous electrolyte, Desalination, 479 (2020) 114326.
[19] M.R. Elmarghany, A.H. El-Shazly, M.S. Salem, M.N. Sabry, N. Nady, Thermal analysis evaluation of direct contact membrane distillation system, Case Studies in Thermal Engineering, 13 (2019) 100377.
[20] K. Zhao, W. Heinzl, M. Wenzel, S. Büttner, F. Bollen, G. Lange, S. Heinzl, N. Sarda, Experimental study of the memsys vacuum-multi-effect-membrane-distillation (V-MEMD) module, Desalination, 323 (2013) 150-160.
[21] M.B. Elsheniti, A. Ibrahim, O. Elsamni, M. Elewa, Experimental and economic investigation of sweeping gas membrane distillation/pervaporation modules using novel pilot scale device, Separation and Purification Technology, 310 (2023) 123165.
[22] C. Lai, H. Zhang, An efficient and economic evacuated U-tube solar collector powered air gap membrane distillation hybrid system for seawater desalination, Journal of Cleaner Production, 394 (2023) 136382.
[23] Y.-X. Lin, Y.-K. Liou, S.L. Lee, S.-Y. Chen, F.-T. Tao, T.-W. Cheng, K.-L. Tung, Preparation of PVDF/PMMA composite membrane with green solvent for seawater desalination by gap membrane distillation, Journal of Membrane Science, 679 (2023) 121676.
[24] M. Ahmed, R.K. Alambi, G. Bhadrachari, S. Al-Muqahwi, J.P. Thomas, Design and optimization of a unique pilot scale forward osmosis integrated membrane distillation system for seawater desalination, Journal of Environmental Chemical Engineering, 11 (2023) 109949.