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海水淡化解決“干渴”問(wèn)題

發(fā)布時(shí)間： 2019-09-03

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       聯(lián)合國(guó)新發(fā)布的《世界水發(fā)展報(bào)告》顯示，全球用水量已達(dá)到一個(gè)世紀(jì)前的6倍，預(yù)計(jì)到2050年還將增加20%至50%。目前，超過(guò)1/4的人口生活在水資源嚴(yán)重稀缺的地區(qū)，可能出現(xiàn)的水荒給人類生存構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

       地球表面70%被水覆蓋，但人類生存所必需的淡水資源卻極其有限，僅占全球總水量的2.5%，其余97.5%都是無(wú)法直接飲用的海水。海水淡化成為化解水資源短缺的一個(gè)重要途徑。據(jù)聯(lián)合國(guó)大學(xué)的研究數(shù)據(jù)，全世界目前有超過(guò)16萬(wàn)家海水過(guò)濾工廠，每天可生產(chǎn)9500萬(wàn)立方米淡水，其中近半出自中東和北非。此外，馬爾代夫、新加坡、卡塔爾等8個(gè)國(guó)家生產(chǎn)的淡化水，甚至超過(guò)了取自天然水源的淡水量。截至2017年底，中國(guó)已建成海水淡化工程136個(gè)，日均產(chǎn)水規(guī)模近120萬(wàn)噸。

       海水淡化技術(shù)現(xiàn)有20余種，主要分為蒸餾法和膜法兩大類。

蒸餾法

蒸餾法歷史久遠(yuǎn)，目前中東國(guó)家廣泛采用的多級(jí)閃蒸技術(shù)就屬于此類。該技術(shù)發(fā)明于上世紀(jì)50年代，基本原理是把加熱的海水依次通過(guò)溫度、壓力逐級(jí)降低的閃蒸室，使其蒸發(fā)冷凝獲得淡水。這一技術(shù)大幅改善了蒸餾所產(chǎn)生的積垢問(wèn)題，但能耗偏高。新研發(fā)的低溫多效蒸餾技術(shù)，可以在不超過(guò)70攝氏度的條件下，將幾個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)操作，降低了能耗，且水垢少水質(zhì)高，更具推廣潛力。

膜法

膜法中的反滲透法也是應(yīng)用十分廣泛的技術(shù)。主要原理是把海水經(jīng)高壓水泵加壓處理，產(chǎn)生大于海水滲透壓的壓力，使淡水通過(guò)反透膜反滲出來(lái)，濃鹽水則由另一端排放出去。隨著膜性能的提高和價(jià)格的下降，反滲透法目前已成為投資最少、成本最低的海水淡化手段。現(xiàn)階段，生產(chǎn)1立方米淡化水的能耗，已經(jīng)從最初的20多度電降至4度電以下，未來(lái)還有可能進(jìn)一步降低。由于技術(shù)先進(jìn)，新加坡已經(jīng)把海水淡化成本降到了每立方米0.49美元。

海水雖然取之不竭，淡化成本也不斷降低，但目前成本依舊偏高。現(xiàn)有的大部分海水淡化設(shè)施都位于高收入、嚴(yán)重缺水的國(guó)家。不過(guò)，技術(shù)的創(chuàng)新總是令人期待。美國(guó)萊斯大學(xué)的科研人員，利用廉價(jià)塑料透鏡把陽(yáng)光聚焦到納米光子太陽(yáng)能膜的“熱點(diǎn)”上，可以將太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)的效率提高50%以上。

海水淡化技術(shù)的進(jìn)步令人鼓舞，但其衍生的環(huán)境問(wèn)題也不容忽視。高溫、高鹽、摻雜化學(xué)藥劑的廢水，通常直接排入海洋，一定程度上影響著海洋生態(tài)環(huán)境，甚至使生物種群發(fā)生改變。因此，人類在利用海水“解渴”的同時(shí)，還要加強(qiáng)對(duì)海域生態(tài)環(huán)境的考量，重視廢水的處理工作。

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