我們常說，水是寶貴的。這里的水一般指的是有限的淡水資源，它對于人類的生產(chǎn)生活來說，是一刻也不能離開的。既然海水也是水，能不能從海水中除掉鹽分，提取淡水呢？
20世紀(jì)50年代以后，海水淡化作為一門現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展很快。目前國際通用的海水淡化工藝路線有熱法和膜法兩種。這兩種工藝都有可能應(yīng)用到大型的海水淡化。
熱法的原理很簡單，就是我們在實(shí)驗(yàn)室里制備蒸餾水的原理。把海水燒到沸騰，淡水蒸發(fā)為蒸汽，鹽留在鍋底，蒸汽冷凝為蒸餾水，即是淡水。這種古老的海水淡化方法，消耗大量能源，產(chǎn)生大量鍋垢，很難大量生產(chǎn)淡水。多級閃蒸和多效蒸發(fā)使古老的熱法煥發(fā)了青春。
“膜法”讓海洋變?yōu)槲覀兊乃畮臁?br />
據(jù)GE化學(xué)技術(shù)研究室的熊日華博士介紹：膜法中的反滲透法誕生于1953年，最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能。1974年以來，發(fā)達(dá)國家不約而同地將海水淡化的研究方向轉(zhuǎn)向了反滲透法。目前熱法在中東各國應(yīng)用較多，歐美各國則多采用反滲透法。
熊日華博士介紹：通俗地說，反滲透膜好比就是一個(gè)篩子，在海水通過時(shí)只有體積小的水分子可以過，而體積更大的鹽分就不能通過。現(xiàn)在一般反滲透膜的孔徑只有十分之一納米。在這個(gè)孔徑下，水中的鹽分、比細(xì)菌更小的病毒，以及作為離子態(tài)存在的重金屬都不能通過。GE的海水淡化平臺(tái)就是采用薄膜技術(shù)將海水和含鹽水轉(zhuǎn)化為適合飲用、灌溉和工業(yè)應(yīng)用的淡水。
據(jù)介紹，反滲透海水淡化工廠所需的能量比多級閃蒸之類的熱法海水淡化工藝低得多，因此成本更低。目前反滲透膜進(jìn)行海水淡化的綜合成本在每噸0.7～0.8美元之間，而熱法的成本比它要高10～20%。事實(shí)上，反滲透海水淡化不僅僅是個(gè)美好的構(gòu)想。兩年前，投資2.5億美元的Hamma海水淡化廠在阿爾及利亞的阿爾及爾市正式落成。這家廠由GE和國有的阿爾及利亞能源公司共同投資設(shè)立的，出資比例分別為70%和30%，每天最多可凈化20萬立方米的海水，為阿爾及爾兩百萬居民提供不受干旱影響的可靠淡水資源。
如何降低成本？
GE的科學(xué)家們采用方法之一就是改善反滲透膜的透水率，目標(biāo)是通過改善膜的表面，在同等壓力下讓更多的水透過，也就是減少了能耗，降低了成本。前不久，他們成功研制出幾種新的化學(xué)添加劑，把他們添加到制作反滲透膜的溶液中，產(chǎn)生的物質(zhì)能夠具有更好的親水性，從而增強(qiáng)了膜的水通量，降低了對壓力的需求。此外，他們將原來的制膜“兩步法”簡化為一步完成，大大縮短了制膜的周期，降低了成本和能耗。據(jù)悉，這種新的超低能耗的新的反滲透膜目前已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)試驗(yàn)階段，相信不久就會(huì)進(jìn)入市場。
期待新的海水淡化方法或許將帶來新的突破。科學(xué)創(chuàng)新，永無止境。
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