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海水淡化解决“干渴”问题



海水淡化解决了“口渴”问题(科学与技术)

联合国最新发布的《世界水发展报告》显示,全球用水量已达到一个世纪前的六倍,预计到2050年将增加20%至50%。目前,超过四分之一的人口居住在水资源稀缺的地区,可能缺水对人类生存构成严重威胁。

地球表面70%被水覆盖,但人类生存所需的淡水资源非常有限,仅占世界总水量的2.5%,其余97.5%是不能直接消耗的海水。海水淡化已成为解决水资源短缺的重要途径。根据联合国大学的研究数据,目前全世界有超过160,000个海水过滤厂,每天可生产9500万立方米的淡水,其中近一半来自中东和北非。此外,包括马尔代夫,新加坡和卡塔尔在内的八个国家生产的淡化水甚至超过了从天然水源采集的淡水量。截至2017年底,中国已建成136个海水淡化项目,日均产水量近120万吨。

海水淡化技术有20多种,主要分为蒸馏和膜两大类。蒸馏方法历史悠久,中东国家广泛使用的多级闪蒸技术属于这一类。该技术发明于20世纪50年代。基本原理是加热的海水依次通过具有温度和压力的闪蒸室逐步蒸发和冷凝以获得淡水。该技术大大改善了蒸馏引起的规模问题,但能耗高。新开发的低温多效蒸馏技术可在不高于70摄氏度的温度下串联运行多个蒸发器,降低能耗,并且具有较小的规模和较高的水质,并且具有更大的推广潜力。

膜法中的反渗透方法也是一种广泛使用的技术。主要原理是海水被高压水泵加压产生的压力大于海水渗透压,使淡水通过反渗透膜反向渗出,浓缩盐水从另一个排出。结束。随着膜性能的提高和价格的下降,反渗透已成为最便宜,成本最低的海水淡化方法。在这个阶段,生产1立方米淡化水的能耗已经从最初的20度减少到4度,并且未来可能会进一步减少。由于其先进的技术,新加坡已将海水淡化成本降至每立方米0.49美元。

虽然海水取之不尽,但海水淡化的成本也在下降,但目前的成本仍然很高。大多数现有的海水淡化设施都位于高收入和严重缺水的国家。但是,技术创新始终是一种期待。美国莱斯大学的研究人员使用廉价的塑料镜片将太阳光聚焦在纳米光子太阳能薄膜的“热点”上,这可以将太阳能海水淡化系统的效率提高50%以上。

海水淡化技术的进步令人鼓舞,但它们所产生的环境问题不容忽视。高温,高盐,化学掺杂的废水通常直接排入海洋,在一定程度上影响海洋生态环境,甚至改变生物种群。因此,在利用海水“口渴解渴”的同时,人类还必须加强对海域生态环境的考虑,注意废水的处理。林伟尚开元