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海水淡化解决“干渴”问题

2019-09-10

科学大观园 2019年18期
关键词:反渗透淡化淡水

联合国新发布的《世界水发展报告》显示,全球用水量已达到一个世纪前的6倍,预计到2050年还将增加20%至50%。目前,超过1/4的人口生活在水资源严重稀缺的地区,可能出现的水荒给人类生存构成了严重威胁。

海水淡化成为化解水资源短缺的一个重要途径。海水淡化技术现有20余种,主要分为蒸馏法和膜法两大类。蒸馏法历史久远,基本原理是把加热的海水依次通过温度、压力逐级降低的闪蒸室,使其蒸发冷凝获得淡水。这一技术大幅改善了蒸馏所产生的积垢问题,但能耗偏高。新研发的低温多效蒸馏技术,可以在不超過70摄氏度的条件下,将几个蒸发器串联操作,降低了能耗,且水垢少水质高,更具推广潜力。

膜法中的反渗透法也是应用十分广泛的技术。主要原理是把海水经高压水泵加压处理,产生大于海水渗透压的压力,使淡水通过反透膜反渗出来,浓盐水则由另一端排放出去。随着膜性能的提高和价格的下降,反渗透法目前已成为投资最少、成本最低的海水淡化手段。现阶段,生产1立方米淡化水的能耗,已经从最初的20多度电降至4度电以下,未来还有可能进一步降低。

海水淡化成本虽然在不断降低,但目前仍偏高。现有的大部分海水淡化设施都位于高收入、严重缺水的国家。不过,美国莱斯大学的科研人员,利用廉价塑料透镜把阳光聚焦到纳米光子太阳能膜的“热点”上,可以将太阳能海水淡化系统的效率提高50%以上。

海水淡化技术的进步令人鼓舞,但其衍生的环境问题也不容忽视。高温、高盐、掺杂化学药剂的废水,通常直接排入海洋,一定程度上影响着海洋生态环境,甚至使生物种群发生改变。因此,人类在利用海水“解渴”的同时,还要加强对海域生态环境的考量,重视废水的处理工作。

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