隨著工業的不斷發展,環境汙染問題也越來越嚴重,引用水更是首當其衝,聯合國日前一份報告預測,到2025nian,quanqiusanfenzhierderenkoudoujiangmianlinyinshuiweiji。renkouzengchangyijijiangyumoshidebianhuajiangshixuduoguojiabahaiyangzuoweiyinyong,zhengshentoumojishuhuojiangweihaishuidanhuatigongjishuzhicheng。
聯合國日前一份報告預測,到2025年nian,全quan球qiu三san分fen之zhi二er的de人ren口kou都dou將jiang麵mian臨lin飲yin水shui危wei機ji。人ren口kou增zeng長chang以yi及ji降jiang雨yu模mo式shi的de變bian化hua將jiang使shi許xu多duo國guo家jia把ba海hai洋yang作zuo為wei飲yin用yong水shui的de潛qian在zai來lai源yuan。但dan由you於yu海hai水shui淡dan化hua過guo程cheng中zhong能neng源yuan需xu求qiu龐pang大da,目mu前qian的de技ji術shu尚shang無wu法fa解jie決jue人ren們men迫po在zai眉mei睫jie的de問wen題ti。而er據ju《新科學家》報道,相對於傳統的反滲透技術,研究人員找到了能效相對較高的替代性選擇——正滲透技術。
現代反滲透海水淡化工廠的能耗效雖然比幾十年前有所提高,但一座年生產1.5億立方米淡水的海水淡化廠也會消耗90兆瓦電力,相當於20taihaishangfengliwolunjidefengzhishuchu。fanshentoushiyigeneizaidenengyuanmijixingguocheng,ziranguochengzhongshuiliuyoudanbianxian,erfanshentouguochengzhenghaoxiangfan。ruguozaihaishuizhongzhurugaonongdude“汲取液”,淡水就可以輕而易舉地被提取出來,這就是一些已經開始出現的試驗性“正滲透”工廠背後的原理。
美國水化技術創新公司(HydrationTechnologyInnovations)2004年(nian)就(jiu)推(tui)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)基(ji)於(yu)正(zheng)滲(shen)透(tou)原(yuan)理(li)的(de)便(bian)攜(xie)式(shi)水(shui)過(guo)濾(lv)器(qi)。正(zheng)滲(shen)透(tou)膜(mo)被(bei)封(feng)入(ru)小(xiao)型(xing)密(mi)封(feng)塑(su)料(liao)包(bao),包(bao)中(zhong)還(hai)含(han)有(you)糖(tang)和(he)香(xiang)料(liao)充(chong)當(dang)汲(ji)取(qu)液(ye)來(lai)源(yuan)。但(dan)是(shi)該(gai)過(guo)濾(lv)器(qi)生(sheng)產(chan)清(qing)潔(jie)飲(yin)用(yong)水(shui)的(de)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao),隻(zhi)能(neng)用(yong)於(yu)緊(jin)急(ji)情(qing)況(kuang),因(yin)此(ci)無(wu)法(fa)應(ying)對(dui)世(shi)界(jie)性(xing)水(shui)源(yuan)危(wei)機(ji)。
同樣是2004年,美國耶魯大學由梅納赫姆·伊利米勒(MenachemElimelech)、傑弗裏·麥卡琴(JeffreyMcCutcheon)、羅伯特·麥金尼斯(RobertMcGinnis)組zu成cheng的de研yan究jiu小xiao組zu將jiang正zheng滲shen透tou理li念nian進jin一yi步bu推tui進jin。該gai小xiao組zu使shi用yong了le一yi種zhong基ji於yu碳tan酸suan氫qing銨an的de汲ji取qu液ye,銨an離li子zi和he碳tan酸suan氫qing鹽yan離li子zi可ke以yi吸xi引yin水shui分fen子zi通tong過guo薄bo膜mo,然ran後hou加jia熱re溶rong液ye至zhi40攝she氏shi度du,氨an氣qi和he二er氧yang化hua碳tan便bian會hui排pai出chu,留liu下xia純chun淨jing的de淡dan水shui,而er排pai出chu的de氣qi體ti可ke捕bu獲huo後hou重zhong新xin使shi用yong。研yan究jiu小xiao組zu稱cheng,如ru果guo能neng利li用yong發fa電dian廠chang的de餘yu熱re蒸zheng發fa氣qi體ti,該gai方fang法fa的de能neng耗hao僅jin是shi目mu前qian海hai水shui淡dan化hua工gong廠chang的de20%,但這種技術對工廠的選址要求較高。
正滲透技術麵臨的另一個挑戰是找到合適的薄膜,隻讓水分通過,排除鹽分在外。《海水淡化報導》的編輯湯姆·潘克拉茨(TomPankratz)表示:“這是正滲透產業麵臨的主要障礙。”正滲透膜不僅需要厚度盡量薄,以便讓海水接近吸引溶液,保持高滲透壓;同時也需要足夠強韌,可抵抗滲透產生的水流。
水化技術創新公司開發了一種纖維素薄膜,但該膜卻無法抵抗碳酸氫銨溶液的堿性。為了抵擋反滲透過程的高壓,反滲透膜需要“支撐層”來強化其韌性,但如果用於正滲透,這層膜就顯得過厚了。
yeludaxueyanjiuxiaozurenshidao,ruguojiangzhichengcengchuqu,jiukeyihuodeheshidezhengshentoumo。tongguoshiyanbutongdejuhewurongye,gaixiaozuzhaodaoleyizhongliyongtidaizhichengcengzhizaobomodefangfa。xinbomochuleyouboyourenwai,shentouxingyehenhao。shiyanzhong,xinzhengshentoumodemotongliangshichuantongfanshentoumode9倍,能夠過濾97%的鹽分。伊利米勒表示,試驗采用的是“手工實驗室版”新薄膜,如果新膜能以工業規模生產,其性能會更好。
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