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只靠太阳能实现海水淡化?人类从此或不再“望洋兴叹”

发表于:2017-07-17    

不过“物美价廉”、“经济合算”也是相对而言的。以石油为能源,从海水生产出来的淡水,可能比油还贵,可是在特定情况下,还是值得的。比如,大航海时代就已经有蒸馏器供远航帆船应急之用;轮船时代,几乎所有远洋商船和作战舰艇上都安装了应急的海水淡化设备。

此外,一些小型海岛,在国防、科学研究、资源开发方面地位十分重要。为保证驻岛人员的生活,除从大陆运送淡水外,安装代价昂贵的海水淡化装置也是必要的。

而在盛产石油、经济富有的中东国家,大多是干旱的沙漠地区。在这样的地区,水比油贵并不认为是不合算的。他们花费一些石油和金钱,大规模淡化海水,供应人们的生活,浇灌树木花草,美化环境。他们觉得这是很值得的。

海水淡化技术的发展20世纪50年代以后,海水淡化作为一门现实的应用技术,发展迅速。在已经开发的二十几种淡化技术中,蒸馏法、电渗析法、反渗透法都达到了工业规模的生产应用。

电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。

在电力作用下,海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向,不能穿过阴膜而留下来;负离子穿过阴膜跑向阳极方向,不能穿过阳膜而留下来。这样,盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水,而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。

电渗析淡化法原理示意图(来源网络)

反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只让淡水通过,不让盐分通过。如果不施加压力,用这种膜隔开咸水和淡水,淡水就自动地住咸水那边渗透。我们通过高压泵,对海水施加压力,海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了,因此叫做反渗透,或逆渗透。

反渗透法原理示意图

蒸馏法的原理很简单,就是我们在实验室里制备蒸馏水的原理。把海水烧到沸腾,淡水蒸发为蒸汽,盐留在锅底,蒸汽冷凝为蒸馏水,即是淡水。

蒸馏法(来源网络)

这种古老的海水淡化方法,消耗大量能源,产生大量锅垢,很难大量生产淡水。现代多级闪急蒸馏淡化使古老的蒸馏法焕发了青春。

多级闪蒸(图片来源网络)

水在常规气压下,加热到100℃才沸腾成为蒸汽。如果使适当加温的海水进入真空或接近真空的蒸馏室,便会在瞬间急速蒸发为蒸汽。利用这一原理,可以做成多级闪急蒸馏海水淡化装置。

可见,百年以来,人们一直在寻找各种各样的方法淡化海水,以克服淡水资源紧缺的威胁,而我们新闻中所提到的膜蒸馏技术与纳米光子学结合的海水淡化法,则又是新的进步与鼓励,希望我们能早日求得解决之法,不过在这个问题彻底解决之前,小编还是例行提倡:节约用水,人人有责!

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责任编辑:solar_robot
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