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海水淡化可能是避免全球水资源短缺的关键,但这需要时间
2022年09月11日    阅读量:     新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

清洁淡水对维持人类生命至关重要。然而,全世界有11亿人无法获得信息技术。海水淡化是解决这一问题的一种日益流行的方法。

海水淡化是从盐水中提取盐以使其可饮用的过程。海水淡化主要有两种类型。

首先鈥攃热脱盐鈥攈吃是用的。这会产生水蒸气,在管道上凝结成淡水。这一过程在整个中东地区仍占主导地位,全世界近一半的海水淡化水产自中东。

第二个过程是膜脱盐,通常称为反渗透。全世界60%的工厂使用该工艺。盐水在高压下被迫通过半透膜,半透膜的孔太小,盐分子无法通过。

海水淡化在哪里使用?

海水淡化用于扩大饮用水供应,使其超出天然可用范围。因此,缺水地区特别依赖这项技术。海水淡化为阿拉伯联合酋长国提供了42%的水需求。

由于抽水成本最低,海水淡化在大型沿海地区最经济。然而,我们不断变化的气候正在加剧典型温和地区的水资源短缺,这就需要将海水淡化厂进一步扩大到内陆,并从微咸水中提取。中国、美国和南美洲都在扩大其海水淡化能力。

虽然海水淡化可能是一种能够应对全球水资源短缺的技术,但其成本和效率存在问题。

为什么海水淡化仍然如此昂贵?

需要大量的能量来驱动该过程。这对于热脱盐尤其如此,因为能源成本占整个工厂生产成本的一半。

反渗透工艺通常具有较低的能量需求。然而,处理高盐水仍然是能源密集型的。这是因为更高的盐度意味着需要更大的压力迫使水通过膜。

严重污染的水源也必须在脱盐前进行处理,这需要昂贵的基础设施,如沉淀池和过滤系统。处理可防止可能阻碍反渗透过程的碎片在膜表面积聚。

随着对脱盐依赖的增加,处理成本将增加,并且该工艺应用于污染和内陆微咸水资源。面对日益干燥的气候,加州现在有23家海水淡化厂,将微咸水转化为饮用水。

生产一升饮用水也会产生1.6升盐水,这是一种高盐废物,会破坏环境。海底的盐水沉积会导致海洋生态系统的破坏,而盐水排放会降低海水的含氧量。

盐水的安全处理是昂贵的。根据环境质量标准,生产的大部分盐水被泵回大海。如果盐水排放不符合这些标准,则需要进一步处理。

盐水可以在蒸发池中处理,或在排放前用单独的水源稀释。盐水处理的高昂成本仍然是广泛应用脱盐的一大障碍。

海水淡化能变得更便宜吗?

降低该过程的能量强度可提供显著的成本降低。正渗透等技术正在开发中,这种技术允许在较低的温度和压力下进行脱盐。

这些技术虽然有希望,但仍处于起步阶段。市场很小,商业设施很少。技术发展需要时间,需要进一步发展,以确保这些工艺能够在商业规模上生产饮用水。

开发更耐用的膜也将降低脱盐成本。使用不同的材料,日本制造商已经构建了在低操作压力下成功地去除盐颗粒的膜。这既降低了更换膜的成本,又降低了工艺的能量需求。

海水淡化也可以由更便宜的可再生能源提供动力。太阳能热技术可以产生直接热量,然后用于蒸发海水。沙特阿拉伯正在建设的Metito太阳能海水淡化厂最初将具备每天生产30000立方米饮用水的能力。

然而,太阳能海水淡化技术充满了复杂性。太阳能供应不稳定,储能技术仍然昂贵,阻碍了其更广泛的应用。因此,大多数太阳能海水淡化项目规模太小,无法生产用于商业用途的饮用水。

还必须进一步探索盐水管理的新解决方案。

盐水可以在脱盐过程中回收。利用废盐水生产次氯酸钠是一种可以替代氯的化学消毒剂,是一种有前景的发展。

研究表明,现场生产次氯酸钠可以比拢每年30万。

脱盐设施可以通过电解等工艺进一步利用废盐水,其中盐水通过电流分解为更简单的物质。未来的研究应调查利用电解副产物氢和盐生产能源的潜力。

尽管全球水资源日益不安全,海水淡化技术仍然过于昂贵,无法广泛使用。已经努力降低其成本,其中许多显示出希望。然而,技术的发展需要时间,而成本下降到有利于更广泛地扩大海水淡化的水平还需要几十年。

本文是在知识共享许可下从对话中重新发布的。阅读原文。

标签:海洋化学化工应用技术中心
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