隨著綠色共享發(fā)展理念不斷深入，作為“開源”的重要補(bǔ)給儲備，海水淡化被視作“解渴”沿海的首善之選。目前，全國海水淡化總規(guī)模接近200萬噸/日，海水淡化產(chǎn)業(yè)體量巨大，是環(huán)保行業(yè)的強(qiáng)勁風(fēng)口。

全國海水淡化市場發(fā)展迅速，那么，如何能更好地開發(fā)該產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域呢?關(guān)鍵問題是掌握前沿的海水淡化技術(shù)。下面小編帶您看看全球都有哪些海水淡化前沿技術(shù)，希望對您有所幫助。

美國研發(fā)出可大幅提高海淡效率的二硫化鉬薄膜

美國伊利諾伊州立大學(xué)研究人員2015年在《自然通訊》雜志上發(fā)表論文稱，他們發(fā)現(xiàn)二硫化鉬高能材料可更高效地去除海水中的鹽分，通過計(jì)算機(jī)模擬各種薄膜的海水淡化效率并進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn)，二硫化鉬薄膜的效率最高，比石墨烯膜還要高出70%。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，這種材料只有一個納米厚，布滿了納米孔，能夠滲漏大量的海水，留下鹽分和其他成分，達(dá)到淡化海水的目的。獨(dú)特的原子組成結(jié)構(gòu)讓二硫化鉬膜的透水性大大提升，其單層膜的厚度能極大地減少推壓水的能量，進(jìn)而大幅降低運(yùn)營成本。研究人員目前正在測試這種材料在海水凈化方面的其他性能，比如對于塑料膜而言常發(fā)生的污垢堵塞孔洞等問題。二硫化鉬雖然是一種新材料，但研究人員相信，制造工藝改造后，其高性能帶來的應(yīng)用會很廣泛。

尋找高效的海水淡化材料一直是個重要問題，該研究論文第一作者、伊利諾伊州立大學(xué)貝克曼先進(jìn)科技研究院的機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)教授那拉亞娜˙阿魯魯說：“這項(xiàng)研究為下一代材料的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。”

美國富翁研發(fā)創(chuàng)新海水淡化方案

因?yàn)閯?chuàng)造5-HourEnergy品牌能量飲料而大獲成功，目前身價被評估高達(dá)40億美元的ManojBhargava從加州旱災(zāi)中看到了商機(jī)。已年滿60歲ManojBhargava認(rèn)為，水將是世界上下一個熱門的商品。在過去幾年里，這位低調(diào)的CEO開始了新的冒險，他悄悄地把他此前掙得的大部分財(cái)富通過他自己設(shè)立的投資基金投入了他人生中第二次重要的創(chuàng)新解決方案。ManojBhargava的海水淡化解決方案名為RainMaker，事實(shí)上就是安裝于平板卡車上的海水淡化裝置，可以依靠傳統(tǒng)電力把海水蒸餾變成淡水。據(jù)了解，一個單獨(dú)的RainMaker裝置可以放置在一個城鎮(zhèn)污水廠中。但在危機(jī)時，可以將數(shù)百臺RainMaker裝置堆疊在一個大型海洋貨船中用于淡化海水。在沿海建設(shè)大型海水淡化設(shè)施通常需要花費(fèi)數(shù)十億美元，同時還需要消耗大量的能量。利用這種可以規(guī)模化生產(chǎn)的RainMaker，可以拯救處于災(zāi)難邊緣的加州嗎?一些專家認(rèn)為，發(fā)展RainMaker很有前途。由美國內(nèi)政部管理，位于新墨西哥州的美國海水淡化研究機(jī)構(gòu)的管理者也對RainMaker表示了認(rèn)可。據(jù)了解，RainMaker裝置計(jì)劃于2016年第一季度正式投入商業(yè)化生產(chǎn)。

GE開發(fā)迷你3D打印渦輪機(jī)降低海水淡化成本

2015年，由GE全球研發(fā)中心和美國能源部組成的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一種手持式3D打印設(shè)備，有可能使海水淡化變得更為方便。更值得一提的是，他們用的是蒸汽汽輪機(jī)的原理。這一概念來自GE科學(xué)家DougHofer和VitaliLissianski的創(chuàng)意。在傳統(tǒng)的蒸汽渦輪機(jī)中，蒸汽凝結(jié)就會變成水。盡管這種系統(tǒng)通常用于發(fā)電，但Hofer解釋說，他們還可以運(yùn)行這個流動系統(tǒng)去凍結(jié)海水或鹽水，而不是把它變成蒸汽。通過凍結(jié)混合物，鹽會以固體的形式自然分離，只留下冰，而冰融化之后就成了干凈的水。

GE全球研發(fā)中心能源系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的一位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人VitaliLissianski說：“通過凍結(jié)海水來淡化并不是什么新鮮事，但我們正在做的方式卻非常不同。我們利用自己在葉輪機(jī)械方面的豐富知識開發(fā)了一種十分經(jīng)濟(jì)的解決方案。”“你也可以說是我們的渦輪‘增壓’出了一個經(jīng)濟(jì)的海水淡化系統(tǒng)。”Lissianski開玩笑地說。Hofer解釋說，通過擴(kuò)大渦輪機(jī)的冷氣來冷卻咸水或海水滴，會大大降低海水淡化所需要的能源。“冷卻的氣體與海水之間的熱傳遞比傳統(tǒng)的熱法海水淡化系統(tǒng)更有效率得多。”如果這個手持的3D打印工具能夠試制成功，它能夠?qū)⒑Ｋ某杀鞠鳒p高達(dá)20%。反過來也將吸引更多的資金被投向海水淡化設(shè)備。為加速開發(fā)過程，研究團(tuán)隊(duì)使用由GE全球研究中心增材制造實(shí)驗(yàn)室和GE航空在辛辛那提的增材制造中心開發(fā)的技術(shù)3D打印出小型化的部件。可能在不久的將來，我們到海灘上玩耍時只需帶上這種手持式的工具就行了，無需再攜帶瓶裝水。

加州大學(xué)研發(fā)出新型外置復(fù)合式拋物面聚光海水淡化系統(tǒng)

2015年，美國加州大學(xué)默塞德分校太陽能技術(shù)研究所的研發(fā)人員開發(fā)出了一種名為XCPC的外置復(fù)合型拋物面形聚光器，該系統(tǒng)有可能為被持續(xù)干旱所困擾的加州帶來一種新型的太陽能海水淡化解決方案，并緩解當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)灌溉水短缺問題。加州大學(xué)太陽能技術(shù)研發(fā)中心主任RolandWinston表示：“常規(guī)的膜法海水淡化過程會產(chǎn)生有用的淡水和大量需要處理的咸水，而XCPC系統(tǒng)可以使水的蒸發(fā)過程更加高效，而且成本很低。”

談到該系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點(diǎn)，RolandWinston表示：“我們的外置復(fù)合拋物面形聚光器可以通過收集陽光產(chǎn)生高溫，而且可達(dá)到的溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生產(chǎn)水蒸汽所需要的溫度。同時很關(guān)鍵的一點(diǎn)是我們的集熱器不需要使用跟蹤系統(tǒng)，沒有任何需要活動的組件。事實(shí)上，其它大部分可以獲得如此高溫的太陽能技術(shù)都需要使用跟蹤系統(tǒng)，而且成本較高。”RolandWinston進(jìn)一步解釋道，一般使用跟蹤系統(tǒng)的太陽能集熱器對于直射陽光要求很高，而且往往需要在晴朗的天氣條件下才能運(yùn)行。而他們的XCPC集熱器則完全不同，在朦朧和多云的天氣條件下依然可以正常運(yùn)行。

埃及研發(fā)出新型低成本海水淡化膜

2015年9月底，埃及亞歷山大大學(xué)的研究人員公布了一種新型低成本的海水淡化膜技術(shù)，膜材料價格低廉，同時可以實(shí)現(xiàn)低能耗。該技術(shù)采用了滲透蒸發(fā)(又稱滲透汽化，是有相變的膜滲透過程)的技術(shù)原理，研究人員開發(fā)出醋酸纖維素膜與其它組件相結(jié)合，并使用外部熱源將膜透過組分汽化，從而達(dá)到過濾粒子和鹽分的目的。這支由亞歷山大大學(xué)農(nóng)業(yè)和生物系統(tǒng)工程副教授AhmedEl-Shafei所帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示，經(jīng)過測試，他們研發(fā)的上述膜系統(tǒng)可以使超高鹽度的模擬海水以非常高的流量通過，同時脫鹽率可以達(dá)到99.7%左右。

論文顯示，在對人工仿造海水進(jìn)行脫鹽淡化的過程中，研究人員采用了直接透過、載氣吹掃法型滲透蒸發(fā)技術(shù)路線。研究人員解釋說，該膜產(chǎn)品采用普通的相變技術(shù)，將多組分溶液利用溶液澆鑄法鑄造而成。澆鑄之后，會對膜進(jìn)行進(jìn)一步處理使其具有親水性和其它屬性。

印度科學(xué)家研發(fā)出新型太陽能混合海水淡化系統(tǒng)

2015年，印度科學(xué)理工學(xué)院的研究人員研發(fā)出了一種太陽能混合海水淡化系統(tǒng)，主要可以用于處理生理鹽水和微咸水。根據(jù)研究人員發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，在南印度上午9點(diǎn)到下午3點(diǎn)之間、溫度為27℃的條件下，利用該混合系統(tǒng)每平方米可以凈化大約6.5升的鹽水。該混合系統(tǒng)采用了階梯狀的太陽能蒸發(fā)器，由一個連一個的半圓形的管道焊接而成，形成一個呈一定傾斜角度的水槽來充當(dāng)水流通的渠道，同時系統(tǒng)四周安裝的真空夾套可以減少熱能的損失。據(jù)了解，該裝置可容納3-4升待處理的水。該系統(tǒng)利用光伏電池作為能源將水泵進(jìn)或者泵出整個系統(tǒng)，整個系統(tǒng)就在離網(wǎng)地區(qū)也可以實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。目前，上述技術(shù)的具體工作原理及流程已經(jīng)被國際期刊《International Journalof Lowcarben Technologies》收錄。

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