Preliminary Studies on the Applicat

Preliminary Studies on the Application of Laboratory Scaled Stepped Solar
Still for Seawater Treatment in Ukm, Bangi


Mohamad Affendi Ismail1, Fatihah Suja2*, Rada Zarasvand Asadi3
Department of Civil & Structural Engineering,
Faculty of Engineering and Built Environment,
Universiti Kebangsaan Malaysia,43600 UKM Bangi, Selangor, Malaysia.



Abstract
The usage of solar energy in water treatment processes is one
of the promising alternatives to tackle water problems all around the globe. Solar still applications show huge potential to tackle water problem as it can produce clean water by purification of contaminated water. A study on the application of a laboratory scaled stepped solar still was conducted in UKM, Bangi to investigate the feasibility of solar still for seawater treatment. The fabricated stepped solar still has 11 trays and has a total evaporation area of 0.8 m2. The seawater with the following characteristics was used as feed: TDS at
372.2 ± 12.97 mgL-1, TSS at 303.80 ± 5.26 mgL-1 and turbidity at 7.96 ± 0.19 NTU. The results show the average TDS concentrations for the condensate were between 3.88 ±
0.26 mgL-1 with removal efficiency greater than 98.92 ±
0.09%. It was also shown that the solar still condensate quality in terms of TDS, turbidity, pH and elemental parameters matches the quality for drinking water standards set by the Ministry of Health Malaysia (MOH). The method was also successful in removing bacterial colonies, the Heterotrophic Plate Count (HPC) parameter with an efficiency
removal of more than 60.40 ± 3.03%. The solar still was able
to produce an average of 1.50 ± 0.18 Lm-2 per day of distillate for daytime monitoring.

Keywords: Desalination; Distillate production; Solar energy; Solar still; Water quality


Introduction
Demands of fresh water keep on increasing day by day due to
the increasing standard of life as well as advancement in industrialization. The natural freshwater reserves are no more capable of meeting the water demand in global scale due to limited availability. More and more people are having access difficulties to clean potable water, especially in developing countries. Higher cost related to constructing and maintain water treatment infrastructure worsen the water crises.
The conventional distillation technologies required a lot of energies to process. As mentioned by Kalogirou [1] in his review paper, about 10,000 tonnes of oils is needed annually to produce 1000 m3/d of desalinated water. However, conventional desalination is a process that has intensive energy requirements [2, 3, 4]. The process requires high tonnage plants that use expensive and non-renewable fossil fuels and contribute to air pollution as well as global warming [5,6]. On the contrary, abundant and environmentally friendly sources of energy such as solar energy can be a good

alternative for desalination processes [7]. In order to meet the water demand from booming in population, industrial expansion, and agricultural development, many water-stressed and arid regions depend on desalination techniques. However, only fossil-rich countries like in the Middle East and Arab nations using conventional distillation technologies as their main water sources. Ghaffour [5] stated that Qatar and Kuwait are 100 % dependent on desalination to cater industrial and domestic uses. In contrast, from environmental aspects, the brine discharged from desalination plants can be harmful to marine aquatic life [6].
In order to tackle the water shortages around the globe, an alternative option to provide clean fresh water is becoming more important especially to be used in remote areas. Solar desalination can be one of the alternatives to provide clean and cheap freshwater. Solar distillation is one of the processes to obtain pure water from brackish, seawater and wastewater. Sunlight is one of the various forms of heat energy to be utilized in solar distillation and it is zero fuel cost. Nevertheless, most remote and rural areas especially in arid and semi-arid region are blessed with abundant solar radiation and have a great solar energy potential. Due to that, solar desalination application can be developed in an abundant potential solar energy area to process fresh water [7]. Solar still can also be used in locations where other types of energy resources are inadequate, option for water treatment is not available and the sunshine is abundant. These claims are supported by Radhwan [8] who also mentioned that a solar still is ideally suited to be used in remote areas or in developing countries.
Solar distillation is a natural process and uses exactly the same process of generating rainfall which is evaporation and condensation. In general, solar still consists of a blackened basin filled with saline water and covered by an inclined glass to allow solar radiation transmission. The solar radiation heat

Kết quả (Việt) 1:

Các nghiên cứu sơ bộ về việc áp dụng các phòng thí nghiệm thu nhỏ bước năng lượng mặt trờiVẫn cho điều trị nước biển trong Ukm, BangiMohamad Affendi Ismail1 Fatihah Suja2 *, Rada Zarasvand Asadi3Sở xây dựng và kết cấu kỹ thuật,Khoa kỹ thuật và môi trường xây dựng,Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 UKM Bangi, Selangor, Malaysia. Tóm tắtViệc sử dụng năng lượng mặt trời trong nước các quá trình điều trị là một trong nhữnglựa chọn thay thế hứa hẹn để giải quyết vấn đề nước trên toàn thế giới. Ứng dụng năng lượng mặt trời vẫn còn hiển thị tiềm năng rất lớn để giải quyết vấn đề nước như nó có thể sản xuất nước sạch bằng cách thanh lọc nước bị ô nhiễm. Một nghiên cứu trên các ứng dụng của một phòng thí nghiệm thu nhỏ bước năng lượng mặt trời vẫn được tiến hành trong UKM, Bangi để điều tra tính khả thi của năng lượng mặt trời vẫn cho điều trị nước biển. Chế tạo bước năng lượng mặt trời vẫn còn có 11 khay và có một diện tích tổng bốc hơi cách 0.8 m2. Nước biển với các đặc điểm sau đây đã được sử dụng như là nguồn cấp dữ liệu: TDS tại372.2 ± 12.97 mgL-1, TSS 303.80 ± 5,26 mgL-1 và độ đục tại 7,96 ± 0,19 NTU. Kết quả cho thấy nồng độ TDS trung bình cho nước ngưng tụ giữa 3.88 ±0,26 mgL-1 loại bỏ hiệu quả lớn hơn 98.92 ±0,09%. Nó đã được cũng chỉ ra rằng năng lượng mặt trời chất lượng condensate vẫn về TDS, độ đục, pH và các nguyên tố thông số phù hợp với chất lượng tiêu chuẩn nước uống được thiết lập bởi các bộ của y tế Malaysia (bộ y tế). Phương pháp cũng đã thành công trong việc loại bỏ vi khuẩn thuộc địa, mảng dị tính (HPC) tham số với một hiệu quảloại bỏ hơn 60.40 ± 3,03%. Các năng lượng mặt trời vẫn được thểđể sản xuất một trung bình là 1,50 ± 0,18 Lm-2 cho mỗi ngày của sản phẩm chưng cất để giám sát ban ngày.Từ khóa: Khử muối; Sản xuất sản phẩm chưng cất; Năng lượng mặt trời; Năng lượng mặt trời vẫn còn; Chất lượng nướcGiới thiệuNhu cầu nước ngọt trên tiếp tục tăng từng ngày doCác tiêu chuẩn ngày càng tăng của cuộc sống cũng như sự tiến bộ trong công nghiệp hóa. Dự trữ nước ngọt tự nhiên là không có khả năng đáp ứng nhu cầu nước ở các quy mô toàn cầu do khả hạn chế. Càng nhiều người đang gặp khó khăn truy cập để làm sạch nước uống, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Chi phí cao hơn liên quan đến việc xây dựng và duy trì nước cơ sở hạ tầng điều trị làm trầm trọng thêm cuộc khủng hoảng nước.Công nghệ chưng cất thông thường yêu cầu rất nhiều năng lượng để xử lý. Như đã đề cập bởi Kalogirou [1] trong giấy nhận xét của ông, khoảng 10.000 tấn dầu là cần thiết hàng năm để sản xuất 1000 m3/d nước đã. Tuy nhiên, thông thường khử muối là một quá trình có nhu cầu năng lượng chuyên sâu [2, 3, 4]. Quá trình đòi hỏi cao trọng tải thực vật mà sử dụng nhiên liệu hóa thạch đắt tiền và không tái tạo và đóng góp với không khí ô nhiễm cũng như nóng lên toàn cầu [5,6]. Ngược lại, phong phú và thân thiện môi trường các nguồn năng lượng như năng lượng mặt trời có thể là một tốt thay thế cho các quy trình khử muối [7]. Để đáp ứng nhu cầu nước từ bùng nổ dân số, công nghiệp mở rộng và phát triển nông nghiệp, nhiều khu vực khô cằn và nước nhấn mạnh phụ thuộc vào kỹ thuật khử muối. Tuy nhiên, chỉ hóa thạch giàu nước như ở các quốc gia Trung Đông và ả Rập sử dụng công nghệ chưng cất thông thường như là nguồn nước chính của họ. Ghaffour [5] phát biểu rằng Qatar và Kuwait là 100% phụ thuộc vào khử muối để phục vụ trong công nghiệp và sử dụng. Ngược lại, từ khía cạnh môi trường nước muối được thải ra từ các nhà máy khử muối có thể gây hại cho đời sống thủy sản biển [6].Để giải quyết tình trạng thiếu nước trên khắp thế giới, một lựa chọn thay thế để cung cấp nước sạch ngọt đang trở nên quan trọng hơn đặc biệt là để được sử dụng ở vùng sâu vùng xa. Năng lượng mặt trời khử muối có thể là một lựa chọn thay thế để cung cấp sạch sẽ và giá rẻ nước ngọt. Năng lượng mặt trời chưng cất là một quá trình để có được nước sạch từ nước lợ, nước biển và nước thải. Ánh sáng mặt trời là một trong các hình thức khác nhau của năng lượng nhiệt để được sử dụng trong chưng cất năng lượng mặt trời và nó không chi phí nhiên liệu. Tuy nhiên, đặt từ xa và nông thôn khu vực đặc biệt là ở khu vực khô cằn và bán khô cằn là may mắn với phong phú các bức xạ mặt trời và có một năng lượng mặt trời tuyệt vời tiềm năng. Do đó, ứng dụng năng lượng mặt trời khử muối có thể được phát triển trong một khu vực năng lượng mặt trời năng lượng tiềm năng dồi dào để xử lý nước ngọt [7]. Năng lượng mặt trời vẫn còn có thể cũng được sử dụng ở vị trí nơi mà các loại khác của nguồn năng lượng là không đủ, tùy chọn để xử lý nước không có sẵn và ánh nắng là phong phú. Những tuyên bố được hỗ trợ bởi Radhwan [8] người cũng đã đề cập rằng một mặt trời vẫn là lý tưởng phù hợp để được sử dụng ở vùng sâu vùng xa hoặc các quốc gia đang phát triển.Năng lượng mặt trời chưng cất là một quá trình tự nhiên và sử dụng chính xác quá trình tạo ra lượng mưa là bốc hơi và ngưng tụ. Nói chung, năng lượng mặt trời vẫn còn bao gồm một bồn trũng đen đầy nước mặn và được bao phủ bởi một kính nghiêng cho phép truyền tải bức xạ mặt trời. Nhiệt năng lượng mặt trời bức xạ

Kết quả (Việt) 2:

Nghiên cứu sơ bộ về việc áp dụng thí nghiệm quy mô Stepped năng lượng mặt trời
vẫn cho nước biển trị trong ukm, Bangi


Mohamad Affendi Ismail1, Fatihah Suja2 *, Rada Zarasvand Asadi3
Sở Xây Dựng & Kết cấu,
Khoa Kỹ thuật và Môi trường Xây dựng,
Universiti Kebangsaan Malaysia, 43.600 UKM Bangi , Selangor, Malaysia. Tóm tắt việc sử dụng năng lượng mặt trời trong quá trình xử lý nước là một trong những lựa chọn thay thế đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề nước trên khắp thế giới. Ứng dụng năng lượng mặt trời vẫn cho thấy tiềm năng rất lớn để giải quyết vấn đề nước vì nó có thể tạo ra nước sạch bằng cách lọc nước bị ô nhiễm. Một nghiên cứu về các ứng dụng của một phòng thí nghiệm thu nhỏ năng lượng mặt trời bước vẫn được tiến hành trong UKM, Bangi để điều tra tính khả thi của năng lượng mặt trời vẫn cho điều trị nước biển. Các năng lượng mặt trời bước chế tạo vẫn có 11 khay và có một khu vực bốc hơi tổng cộng 0,8 m2. Các nước biển với những đặc điểm sau đây được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi: TDS tại 372,2 ± 12,97 MGL-1, TSS ở 303,80 ± 5,26 MGL-1 và độ đục ở 7,96 ± 0.19 NTU. Kết quả cho thấy nồng độ TDS trung bình cho condensate là giữa 3,88 ± 0,26 MGL-1 với hiệu suất loại lớn hơn 98,92 ± 0,09%. Nó cũng chỉ ra rằng năng lượng mặt trời vẫn Condensate chất lượng về TDS, độ đục, độ pH và các thông số nguyên tố phù hợp với chất lượng tiêu chuẩn nước uống quy định của Bộ Y tế Malaysia (Bộ Y tế). Phương pháp này cũng đã thành công trong việc loại bỏ các thuộc địa của vi khuẩn, các tham số với một hiệu dị Đếm Plate (HPC) xóa hơn 60,40 ± 3,03%. Các năng lượng mặt trời vẫn có thể để sản xuất trung bình 1,50 ± 0,18 Lm-2 mỗi ngày của sản phẩm chưng cất để giám sát ban ngày. Từ khóa: máy lọc nước muối; Sản xuất sản phẩm chưng cất; Năng lượng mặt trời; Năng lượng mặt trời vẫn còn; Chất lượng nước Giới thiệu Nhu cầu nước ngọt tiếp tục tăng lên từng ngày do các tiêu chuẩn ngày càng cao của cuộc sống cũng như tiến bộ trong công nghiệp hóa. Dự trữ nước ngọt tự nhiên là không có khả năng đáp ứng nhu cầu nước ở quy mô toàn cầu do giới hạn. Ngày càng có nhiều người đang gặp khó khăn tiếp cận với nước sạch sinh hoạt, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Chi phí cao hơn liên quan đến xây dựng và duy trì cơ sở hạ tầng xử lý nước làm trầm trọng thêm cuộc khủng hoảng nước. Các công nghệ chưng cất thông thường đòi hỏi rất nhiều năng lượng để xử lý. Như đã đề cập bởi Kalogirou [1] trong giấy xét của ông, khoảng 10.000 tấn dầu là cần thiết hàng năm để sản xuất 1.000 m3 / d của nước khử muối. Tuy nhiên, khử muối thông thường là một quá trình có yêu cầu nhiều năng lượng [2, 3, 4]. Quá trình này đòi hỏi các nhà máy trọng tải lớn sử dụng nhiên liệu hóa thạch đắt tiền và không tái tạo và góp phần gây ô nhiễm không khí cũng như sự nóng lên toàn cầu [5,6]. Ngược lại, nguồn phong phú và thân thiện với môi trường của năng lượng như năng lượng mặt trời có thể là tốt thay thế cho quá trình khử muối [7]. Để đáp ứng nhu cầu nước từ bùng nổ dân số, mở rộng công nghiệp và phát triển nông nghiệp, nhiều khu vực căng thẳng về nước và khô hạn phụ thuộc vào kỹ thuật khử muối. Tuy nhiên, các nước chỉ giàu hóa thạch như ở Trung Đông và các quốc gia Ả Rập sử dụng công nghệ chưng cất thông thường là nguồn nước chính của họ. Ghaffour [5] nói rằng Qatar và Kuwait là phụ thuộc 100% vào khử muối để phục vụ cho công nghiệp và trong nước. Ngược lại, từ khía cạnh môi trường, nước muối thải ra từ các nhà máy khử muối có thể gây hại đến đời sống thủy sinh vật biển [6]. Để giải quyết tình trạng thiếu nước trên khắp thế giới, là một lựa chọn thay thế để cung cấp nước ngọt sạch đang trở nên quan trọng hơn, đặc biệt là được sử dụng trong vùng sâu vùng xa. Khử muối mặt trời có thể là một trong những lựa chọn thay thế để cung cấp nước ngọt sạch và rẻ tiền. Chưng cất năng lượng mặt trời là một trong những quy trình để có được nước tinh khiết từ nước lợ, nước biển và nước thải. Ánh sáng mặt trời là một trong những hình thức khác nhau của năng lượng nhiệt được sử dụng trong chưng cất năng lượng mặt trời và nó là chi phí nhiên liệu bằng không. Tuy nhiên, hầu hết các vùng sâu vùng xa và nông thôn đặc biệt là ở vùng khô hạn và bán khô hạn được ban phước với bức xạ mặt trời dồi dào và có tiềm năng năng lượng mặt trời lớn. Do đó, ứng dụng năng lượng mặt trời khử muối có thể được phát triển trong một khu vực năng lượng mặt trời dồi dào tiềm năng để xử lý nước ngọt [7]. Năng lượng mặt trời vẫn còn có thể được sử dụng ở những nơi có các loại tài nguyên năng lượng là không đủ, tùy chọn cho việc điều trị không có nước và ánh nắng mặt trời dồi dào. Những yêu sách này được hỗ trợ bởi Radhwan [8] người cũng nói rằng một mặt trời vẫn là lý tưởng để sử dụng trong khu vực từ xa hoặc ở các nước đang phát triển. Chưng cất năng lượng mặt trời là một quá trình tự nhiên và sử dụng chính xác cùng một quá trình tạo ra mưa mà là sự bay hơi và ngưng tụ . Nhìn chung, năng lượng mặt trời vẫn còn bao gồm một chậu đen chứa đầy nước muối và được bao phủ bởi một kính nghiêng để cho phép truyền bức xạ mặt trời. Nhiệt bức xạ mặt trời