【甬派】效率提升2.5倍以上,寧波研發(fā)的便攜式海水淡化器厲害了
甬派客戶(hù)端記者 金鷺 張璟璟 通訊員 高曉靜 王虎羽
對(duì)于執(zhí)行特殊任務(wù)的士兵、船舶工作人員,以及戶(hù)外探險(xiǎn)愛(ài)好者等群體來(lái)說(shuō),便攜、高效的應(yīng)急淡水供應(yīng)裝備必不可缺。
甬派記者今天從中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所獲悉,該所海洋環(huán)境材料團(tuán)隊(duì)突破相關(guān)技術(shù)瓶頸,生產(chǎn)出“便攜式”正滲透海水淡化膜裝置,將轉(zhuǎn)化效率提升至同類(lèi)產(chǎn)品的2.5倍以上。
海水淡化即利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水,是緩解沿海地區(qū)與城市用水危機(jī)最重要的方法之一。預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)沿海地區(qū)的高用水企業(yè)的工業(yè)冷卻水基本上由淡化海水供給。
海水是怎樣實(shí)現(xiàn)淡化的呢?
據(jù)了解,世界上有十多個(gè)國(guó)家的一百多個(gè)科研機(jī)構(gòu)在進(jìn)行著海水淡化的研究,有數(shù)百種不同結(jié)構(gòu)和不同容量的海水淡化設(shè)施在工作,在實(shí)踐中被認(rèn)為行之有效的方法主要有以下幾類(lèi):第一類(lèi)是蒸餾法,包括多級(jí)閃蒸法(MSF)、壓氣蒸餾法(VC)、多效蒸餾法(MED)等;第二類(lèi)是膜法,包括反滲透法(RO)、電滲析法(ED)等;第三類(lèi)是其他方法,如冷凍結(jié)冰法、溶劑萃取法、露點(diǎn)蒸發(fā)淡化技術(shù)等。
目前全球海水淡化技術(shù)中較多利用的是“反滲透”,產(chǎn)能占到65%。
但“反滲透”是個(gè)復(fù)雜的工程,不僅占地規(guī)模大、能耗高,而且運(yùn)行與維護(hù)成本高,不適宜小規(guī)模的應(yīng)用與推廣,難以保障突發(fā)事件中應(yīng)急營(yíng)養(yǎng)液的有效供給。
寧波材料所團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“便攜式”海水淡化器則基于“正滲透”技術(shù)。
所謂正滲透,是指水通過(guò)選擇性半透膜,從低濃度溶液的一端轉(zhuǎn)移到高濃度溶液的一端,而溶質(zhì)被截留的過(guò)程;這是一個(gè)自發(fā)滲透過(guò)程,不需要外加壓力驅(qū)動(dòng),能耗低,能夠進(jìn)一步降低“海淡水”成本。
這項(xiàng)前瞻性技術(shù),近年來(lái)備受?chē)?guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)關(guān)注,但目前仍然難以見(jiàn)到成熟的正滲透膜及正滲透海水淡化裝置與設(shè)備。
寧波材料所團(tuán)隊(duì)在材料研制上取得了突破。研究人員對(duì)支撐膜孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)調(diào)控,再對(duì)其進(jìn)行表面修飾,得到性能優(yōu)異的正滲透膜材料:斷面為互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),膜強(qiáng)度高;PAA的羧基則賦予膜更強(qiáng)的親水性,利于水分子的快速通過(guò),提高水通量。
利用這一“升級(jí)版”正滲透膜,團(tuán)隊(duì)將其四邊膠封成器件,應(yīng)用于應(yīng)急海水淡化領(lǐng)域。檢測(cè)結(jié)果顯示,其海水淡化效率達(dá)到在該領(lǐng)域領(lǐng)先的美國(guó) HTI(Hydration Technologies Inc)公司同類(lèi)產(chǎn)品的2.5倍以上。
“不需任何內(nèi)芯,簡(jiǎn)單的清洗即可恢復(fù)膜的‘脫鹽’能力,在處理高污染水體方面具有顯著優(yōu)勢(shì)?!眻F(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
據(jù)介紹,這一便攜裝置用途廣泛,能夠?yàn)樵诤I吓c野外等特殊場(chǎng)所執(zhí)行特殊任務(wù)的兵士、偶遇突發(fā)事件的艦艇與船舶的工作人員、面臨突發(fā)自然災(zāi)害與水路污染的民眾供給應(yīng)急淡水,維系生命。
?。ㄔ陌l(fā)布于2018年11月1日甬派客戶(hù)端)