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向海洋要淡水 產(chǎn)水能力和成本仍是兩大挑戰(zhàn)
2014-05-11 09:11:05隨著全球水資源危機(jī)的不斷加劇,在解決缺水的問題上,人們把目光越來越多地投向了海洋。海水淡化已經(jīng)部分化解了地球淡水資源的短缺。
海水淡化又被稱為海水脫鹽,其歷史可以追溯到公元前1400年。在那個(gè)時(shí)候,人類開始嘗試通過加熱海水、冷卻水蒸氣的方法獲得可飲用的淡水。據(jù)記載,公元200年的時(shí)候,人們已經(jīng)開始在遠(yuǎn)洋船上安裝簡(jiǎn)單的淡化裝置,以解決船員的飲水問題。20世紀(jì)中后期,海水淡化技術(shù)得到了加速發(fā)展。雖然因地域不同、水質(zhì)差異、海水淡化技術(shù)的處理工藝有所不同,并導(dǎo)致成本各異,但隨著這一技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模化發(fā)展,海水淡化的成本大幅降低。
如今,海水淡化可以通過物理、化學(xué)等方法實(shí)現(xiàn)。按照處理方式的不同,通常分為兩大類:一類是從海水中取出淡水,主要包括蒸餾法、反滲透法、冷凍法、水合物法和溶劑萃取法;另一類靠除去海水中的鹽分來獲取淡水,具體的方法主要有離子交換法、電滲析法等。
中東地區(qū)的阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)、沙特阿拉伯、科威特、以色列等,是全球*早嘗試?yán)煤K膰?guó)家。其中沙特、以色列等國(guó)70%的淡水資源都來自于海水淡化。目前,北非、歐洲、中北美洲、東南亞一帶國(guó)家海水淡化應(yīng)用程度也很高,而一些海島國(guó)家如馬爾代夫,幾乎完全依賴于海水淡化水。根據(jù)國(guó)際脫鹽協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),截至2013年8月,全球淡化工程總裝機(jī)容量已達(dá)到8093萬噸/日,解決了全球2億多人的飲用水問題。
作為世界上*缺水的國(guó)家之一,中國(guó)人均水資源占有量?jī)H為世界人均水資源占有量的1/4。目前,我國(guó)已掌握世界主流的低溫多效蒸餾和反滲透海水淡化技術(shù),是少數(shù)能夠完整自主設(shè)計(jì)建設(shè)海水淡化工程的國(guó)家之一,一些海水淡化裝置已經(jīng)成功出口海外。目前,我國(guó)海水淡化的總體規(guī)模已從30年前的每天產(chǎn)水200噸,發(fā)展到現(xiàn)在的約77萬噸,*大海水淡化工程已達(dá)到20萬噸/日。
商業(yè)化應(yīng)用的海水淡化技術(shù)包括蒸餾法和反滲透法。蒸餾法是一種古老的淡化方法,其過程類似海水受熱蒸發(fā)形成云,云遇冷形成雨的過程。反滲透法海水淡化的關(guān)鍵是反滲透膜,它是一種只允許水透過、不允許鹽透過的半透膜。若對(duì)海水一側(cè)施加足夠的壓力,其中的淡水將透過半透膜滲透到另一側(cè),這就如同一只特殊的過濾篩子,在壓力下過濾掉了水留下了鹽。
提高設(shè)備單機(jī)產(chǎn)水能力、繼續(xù)降低淡化水成本,是海水淡化技術(shù)目前的主要挑戰(zhàn)。不同淡化技術(shù)間的集成耦合,特別是與太陽能、風(fēng)能等可再生能源的結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)工藝節(jié)能降耗,是未來海水淡化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
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