鄭州金?;钚蕴拷鉀Q海水淡化的問(wèn)題
一、海水淡化的必然趨勢(shì)
資料顯示,雖然我們地球有71%面積充滿海水,淡水卻不及總水量3%,扣除南北極冰蓋,深地下水等等,人類可利用的淡水就不及0.37%了,因此是一個(gè)缺水的星球。
向海洋要淡水成為必然選擇。
目前,世界上已有120多個(gè)國(guó)家在運(yùn)用海水淡化技術(shù)獲取淡水,有海水淡化廠1.3萬(wàn)多座,海水淡化日產(chǎn)量約5560萬(wàn)噸,相當(dāng)于0.5%的用水量,可以解決1億人的用水問(wèn)題。
但成本和投資費(fèi)用過(guò)高一直是制約海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要障礙。
二、成本優(yōu)勢(shì)才具競(jìng)爭(zhēng)力
目前,上海水淡化的主流技術(shù)是熱法與膜法。我國(guó)海水淡化也基本采用這兩種辦法,比例分別占到34.8%和60%。
膜法和熱法是根據(jù)去除海水中鹽分過(guò)程中采用的方法進(jìn)行區(qū)分的:熱法基于淡水與鹽分沸奌差異,加熱海水就可蒸發(fā)收集淡水,低溫多效蒸餾法、多級(jí)閃蒸法、壓汽蒸餾法也屬此類;膜法基于淡水與鹽分分子形態(tài)與大小的區(qū)別,可以通過(guò)膜過(guò)濾截留鹽分,濾得淡水。
熱法與膜法工藝各有優(yōu)缺點(diǎn),雖然不斷進(jìn)步,但成本還是很高。侯夢(mèng)斌說(shuō)。
比如,熱法的缺點(diǎn)是耗能高,這種辦法必須付出水的氣化熱能耗,成本太高,多數(shù)建設(shè)在火電廠等熱源的附近,以后如果太陽(yáng)能應(yīng)用起來(lái)會(huì)緩解這一缺點(diǎn),但是鹽分在設(shè)備上結(jié)垢是個(gè)頑疾。
膜法在能耗方面較熱法*,因?yàn)椴恍枰冻鏊臍饣療崮芎?,但因?yàn)槟ぷ枇Υ?,過(guò)程中需要用到高壓泵,實(shí)際能耗僅比熱法低10%-20%。而且膜很貴價(jià)格不菲,壽命又短,每年有50%的衰減。此外,為了防止膜阻塞,要多級(jí)前處理,又要經(jīng)常清洗再生。
膜法的主要與原材料國(guó)外控制,這塊市場(chǎng)被日本、美國(guó)、韓國(guó)的5家企業(yè)幾乎*壟斷了,高壓泵這樣的設(shè)備都要進(jìn)口。
侯夢(mèng)斌的新突破使另外一種利用靜電除鹽理論的電吸附法淡化海水技術(shù)具備了和熱法、膜法競(jìng)爭(zhēng)的可能,從而具有廣闊前景。
靜電除鹽的理論依據(jù)是法拉第的電解理論,在電場(chǎng)作用下,水中陰、陽(yáng)離子或其他帶電粒子會(huì)向帶相反電荷的電極表面遷移,這樣海水中的溶解鹽類、膠體顆粒和其他帶電物質(zhì)就被吸附到電極表面。
實(shí)際上,電吸附法是一種很傳統(tǒng)的海水淡化方法,之所以沒(méi)有如同熱法、膜法那樣推廣開(kāi)來(lái),就是因?yàn)槌杀締?wèn)題。
找到一種低成本電極材料,成為研究電吸附法zui為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。zui初,采用石墨作為電極材料,但石墨太貴,一噸要3萬(wàn)多元,電場(chǎng)吸附離子的同時(shí),電極也會(huì)溶解?!焙顗?mèng)斌說(shuō)。
科學(xué)家們?yōu)榇饲案昂罄^,嘗試過(guò)用活性炭粉、炭氣凝膠、活性炭纖維、炭氈、炭布等多種材料來(lái)制備電極,并不斷改進(jìn)這些材料的制備工藝,降低材料的制造成本。直至2000年電吸附法重新煥發(fā)了生機(jī),活性炭得到廣泛應(yīng)用,解決了海水淡化的高成本問(wèn)題。
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