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16世纪时,英国女王伊丽莎白颁布了一道御旨:谁能把苦涩腥咸的海水淡化成可供人类饮用的淡水,谁就可以得到1万英镑的奖金。16世纪末,有人试着用蒸馏器来制作可供饮用的淡化海水,开创了人类向大海汲取饮用水的先河。
蒸馏法:能源消耗量大
蒸馏法至今仍是人类淡化海水的首要方法,其次才是反渗透法和电渗析法。目前全世界的海水淡化装置多达2204个,总制水量每天约727万吨。而科威特的“多级闪急蒸馏法”的装置达32级,它的海水淡化水平居世界一流。但此方法会消耗大量能源,所以他们饮用水的价格要高过燃油的价格,没有雄厚的财力做后盾,是难以为继的。
反渗透法:设备维修费用高
反渗透法是目前全世界绝大多数海水淡化的主要做法。它是一个物理过程,核心技术是脱盐膜。科研人员用高功率的水泵让海水冲向脱盐膜,脱盐膜能截留大于0.0001微米的物质,同时允许水分子通过,在海水被淡化的同时,细菌还有水中的微量元素也基本被滤掉。
频繁地更换脱盐膜和高昂的设备维修费用,使淡水成本居高不下,不可能进行商业化推广。换句话说,淡化后的海水要有竞争力,必须低于当地自来水的价格,才有发展生存的空间。
人工水合物法:离成功一步之遥
最近,美国化学工程师萨拉·霍尔曼发现了可以获取人工制造水合物的方法,这是海水淡化科技的突破性成果。它所需的能源尚不足传统工艺的1/10,待所有的难题全部攻克,那无异于地球人最大的福音。
霍尔曼的初步设想是,在环境深度适宜的海域,安置一根350米至450米的巨大管道,将高压气体泵装入其中,促使水合物形成。管内类似鸡尾酒的4层不同成分:最底层是海水和水合物;第二层是处于上升和溶解状态的水合物;第三层是纯净的淡水;最顶层是气体。淡水被抽出来,装瓶上市,而气体则被循环使用。
之前,以色列海水淡化权威拉斐尔·赛米亚特一直也在攻克这一难题,但没有成功。他表示,这的确是非常棘手的难题。在海水脱盐过程中,气体泡沫周围形成一层水合物,水合物一旦形成就会有许多海水附着在水合物晶块上,形成泥糊糊的一团。从泥团中分离出淡水几乎不可能,不解决这个问题,就不可能剔除水中的盐分,所以就无法获得高质量的淡水。
而霍尔曼表示,他已经克服了这一难题,至少是在实验室里得到了解决。秘密就在那根长长的管道里。他说,这要归功于竖井管道中存在的自然梯度,盐分可能会混入水合物,并随之上浮,但是,由于盐分自身的比重,它不会进入在其之上的淡水层。
在众多的质疑声中,霍尔曼坦率地表示,我们停留在距离成功一步之遥的时间越久,就说明我们真的遇到了难以跨越的障碍。虽然离堆积出最理想的水合物山脊,还只差几筐的土石,但也不排除令人扼腕的功亏一篑。但我们的执着决心是不容怀疑的,请务必相信,不到最后一刻我们是不会低头认输的。
蒸馏法:能源消耗量大
蒸馏法至今仍是人类淡化海水的首要方法,其次才是反渗透法和电渗析法。目前全世界的海水淡化装置多达2204个,总制水量每天约727万吨。而科威特的“多级闪急蒸馏法”的装置达32级,它的海水淡化水平居世界一流。但此方法会消耗大量能源,所以他们饮用水的价格要高过燃油的价格,没有雄厚的财力做后盾,是难以为继的。
反渗透法:设备维修费用高
反渗透法是目前全世界绝大多数海水淡化的主要做法。它是一个物理过程,核心技术是脱盐膜。科研人员用高功率的水泵让海水冲向脱盐膜,脱盐膜能截留大于0.0001微米的物质,同时允许水分子通过,在海水被淡化的同时,细菌还有水中的微量元素也基本被滤掉。
频繁地更换脱盐膜和高昂的设备维修费用,使淡水成本居高不下,不可能进行商业化推广。换句话说,淡化后的海水要有竞争力,必须低于当地自来水的价格,才有发展生存的空间。
人工水合物法:离成功一步之遥
最近,美国化学工程师萨拉·霍尔曼发现了可以获取人工制造水合物的方法,这是海水淡化科技的突破性成果。它所需的能源尚不足传统工艺的1/10,待所有的难题全部攻克,那无异于地球人最大的福音。
霍尔曼的初步设想是,在环境深度适宜的海域,安置一根350米至450米的巨大管道,将高压气体泵装入其中,促使水合物形成。管内类似鸡尾酒的4层不同成分:最底层是海水和水合物;第二层是处于上升和溶解状态的水合物;第三层是纯净的淡水;最顶层是气体。淡水被抽出来,装瓶上市,而气体则被循环使用。
之前,以色列海水淡化权威拉斐尔·赛米亚特一直也在攻克这一难题,但没有成功。他表示,这的确是非常棘手的难题。在海水脱盐过程中,气体泡沫周围形成一层水合物,水合物一旦形成就会有许多海水附着在水合物晶块上,形成泥糊糊的一团。从泥团中分离出淡水几乎不可能,不解决这个问题,就不可能剔除水中的盐分,所以就无法获得高质量的淡水。
而霍尔曼表示,他已经克服了这一难题,至少是在实验室里得到了解决。秘密就在那根长长的管道里。他说,这要归功于竖井管道中存在的自然梯度,盐分可能会混入水合物,并随之上浮,但是,由于盐分自身的比重,它不会进入在其之上的淡水层。
在众多的质疑声中,霍尔曼坦率地表示,我们停留在距离成功一步之遥的时间越久,就说明我们真的遇到了难以跨越的障碍。虽然离堆积出最理想的水合物山脊,还只差几筐的土石,但也不排除令人扼腕的功亏一篑。但我们的执着决心是不容怀疑的,请务必相信,不到最后一刻我们是不会低头认输的。