[2011.07.19] 海水淡化新技术：“滴滴”皆可饮

2011-7-21 09:24| 发布者: Somers| 查看: 5718| 评论: 11

摘要: 一种称做"电渗析"的新科技将降低海水淡化的成本从而为人类提供更多的饮用水。

海水淡化

“滴滴”皆可饮

一种称做"电渗析"的新技术将降低海水淡化的成本从而为人类提供更多的饮用水

Jul 19th 2011, 17:00 by The Economist online

众所周知，英国是气候潮湿的国家，但新加坡的年均降水量却是那里的两倍还多。因此粗心的观察者可能会惊讶这样的地方竟然会缺乏饮用水。然而新加坡是世界上人口最稠密的国家之一，人口密度位居世界第三，每平方公里达7000人之多。因此它的国土面积无法满足该国500万居民的饮水需求。

海水淡化是解决该国饮用水短缺的一种方法，但是成本较高，因此新加坡政府渴望寻求一种低成本的海水淡化方法。为此，新加坡与德国工程企业集团西门子进行的合作将有可能达此目标。西门子表示它在该岛上的电化学海水淡化示范工厂能将海水转化成饮用水，所使用的能量比之前最高效的方法节省一半还多。

海水的含盐量约为3.5%，为适合人类饮用，必须将其浓度降到0.5%或着更低。现有的海水淡化厂采用两种方法达此指标。一些工厂采用蒸馏技术——将卤水加热，并使其部分蒸发，同时冷凝生成的水蒸气，处理每立方海水所用的能量为10千瓦小时。另一些工厂则采用反渗透技术——采用有分子筛作用的专用薄膜将水分子滤掉而保留使水呈盐性的离子(如钠、氯离子)。筛化每立方水所需要的压力将消耗4千瓦小时的能量。相比之下，西门子公司系统处理每立方海水所消耗的能量仅为1.8千瓦小时，该公司希望将其进一步降低到1.5千瓦小时。

为实现此目的，西门子采用一种称作“电渗析”的工艺，将海水吸入一系列由薄膜壁组成的管道中，这些薄膜与反渗透法采用的薄膜特性略有不同。它们不是让水分子通过，而是让离子通过。而且在“电渗析”工艺中有两种类型的薄膜被采用。一种薄膜允许带正电的离子通过，另一种薄膜允许带负电的离子通过。两种薄膜交替使用，每个管道都具有这两种薄膜壁。管道系统两侧安装有两个电极，它们产生的电压将正电离子（如钠离子）向一个方向吸引，而将负电离子（如氯离子）向相反方向吸引。

处理工艺结束后，离子被集中在管道的一半空间内，生成高浓度卤水，而淡水集聚在另一半空间内。卤水一旦生成，就会被处理掉。但是淡水还要经过两次以上这样的工艺处理过程，最终将盐浓度降低到1%。

此方法效果较理想，但得到的水仍然不能饮用。因此需要采用进一步的处理工艺。除使用薄膜外，还要用到离子交换树脂。这种树脂能提高系统的导电性并允许使用多通道将盐的浓度降低到0.5%以下，最终得到可以饮用的水。

这家示范工厂自去年12月被投入使用，还有一个规模完整的试验厂正在建设中，预计2013年竣工。如果一切进展顺利，新加坡居民将很快摆脱柯勒律治老水手那样的处境——到处都是水，却一滴也不能饮用。

本文由译者 squarrel2009 提供 点击此处阅读双语版