上海純水設備解析:新一代海水淡化的“神器”,以木材為原料制成的納米木膜,
近期,國外一所大學的研究者們勝利地用木材制成了一種厚度為0.5毫米的超薄過濾膜—納米木膜,來淡化海水、凈化水質。相對于傳統的海水淡化技術,此法不只節能環保,而且造價低廉,或可代替市場上廣泛使用的由石油衍生的塑料過濾膜,成為新一代海水淡化的神器”
水資源短缺是開展此項目研究的根本原因。全球總水量約為14億立方千米,海水約占97%可供人類飲用的淡水約占2%隨著全球人口增加和氣候變化,淡水資源日益緊張,人類自愿將目光轉向海水。
激進海水淡化工藝主要分為蒸餾法和膜法兩類,使用較多的方法是膜法中的反滲透技術,對海水加壓,使其進入多孔薄膜進行過濾,以此去除海水中的雜質和鹽分。目前中東等地區就在使用這一技術。這種方法不只會耗費巨大的能源,還會大量消耗造價高貴又易損壞的塑料過濾膜,因此有“一碗水,一碗油”之說。
納米木膜的淡化原理則綜合了蒸餾法與膜法兩者的優長,上海純水設備使用疏水的微孔膜對海水溶液進行淡化。常壓下,液態水由于水的外表張力作用,不能透過膜的微孔,而水蒸氣則可以。當膜的兩側存在一定的溫差時,由于蒸氣壓的差別,水蒸氣則順勢透過微孔,另一側冷凝下來成為淡水。
實驗過程中,研究人員對這種資料制成的過濾膜一側加熱,流過薄膜這一側的水就會快速蒸發。使用這種方法發生水蒸氣,比燒水產生水蒸氣消耗的能量要小得多。而且,這種膜的孔穴也比商用塑料膜多,使得水蒸氣更易透過。
除了低能耗,使用納米木膜淡化海水,具有易操作、可持續、環保等優點,能夠在常壓下進行,設備簡單、操作方便,技術力量比較單薄的地區也能實現。而且,使用蒸餾法提取淡水,只有水蒸氣可穿過薄膜,淡水純真度會提高。此外,從環保角度考慮,木制薄膜也方便降解。
不過,納米木膜并非十全十美。木材自身疏水性較差,需要在制作過程中對木材進行再處理,會發生附加本錢。此次試驗發現每平方米木膜每小時只能過濾大約20千克水,效率僅為商用塑料過濾膜的一半。研究人員認為,造成該問題的原因是最終制成的膜比預想的更厚、氣孔更小,而改用其他氣孔大小更理想的木材,制作更薄的膜,可解決該問題。
總之,納米木膜的發展前景是令人期待的一旦解決了淡化的效率問題,或將代替塑料過濾膜成為商業化淡化海水的主力軍,更加高效環保地獲取淡水。無疑,這也將助力海上軍事力量的淡水保證。
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