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水利行业 最大反渗透式
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低温热脱盐成为海水淡化新技术
科学网 梅进 / 时间:2007-07-06 07:40:27
  据科学网2007年7月4日讯 位于阿拉伯海的Kavaratti(隶属印度Lakshadweep群岛)珊瑚岛椰树林立,美丽的白沙滩上海浪翻滚,乍一看去,不啻是一个热带天堂。但是,几十年来,一个问题一直困扰着岛上的居民――他们饮用的一直是咸水。近来,一项最新的海水淡化技术使得岛上的居民笑逐颜开。
  传统的海水淡化技术不外乎以下两种:煮沸海水然后浓缩蒸汽(即热蒸馏)或者在高压下压缩海水并使用滤膜过滤盐分(即反渗透)。这两种技术均需耗费大量能量并且运转费用昂贵。Kavaratti此次采用的方法原理其实早已存在,即借助大海自己的热能来淡化海水。该方法被称为“低温热脱盐”(LTTD),是从十九世纪末法国物理学家Jacques d'Arsonval将海洋热能转化为电能的思想演化而来。由于更便宜的替代能源出现,他的这种思想并未能大规模地应用开来。
  LTTD其实很简单。我们知道,海洋表面相当温暖,热带地区大约在26度至30度之间。而在海面下350米深的地方温度则下降到了13度左右。应用LTTD设备,表层海水在一个真空空间里因低压而形成蒸汽,而在另外的空间里,来自海底的冷海水则将这些蒸汽压缩成为淡水。
  这一最新设备由印度国家海洋技术研究所(NIOT)建造,2005年底建成,每天生产10万公升淡水。该所主任S. Kathiroli说:“我们只是简单地模仿了大自然造雨的过程。”一开始,NIOT研究人员是想用海水发电,但是从深海抽取发电所需的20度海水不易实现。Kathiroli担任NIOT主任以后,将目标转向温差要求更小的淡化海水上,促成了该项目的建成。与其它淡化方法相比,该设备的效率并不高,比如它每生产一单位淡水就要比反渗透方法多消耗30%的能量。但是,印度官员认为,扩大这种技术的应用规模将会发挥出它的潜力。
  为了验证这一想法,NIOT又在距离Chennai海岸40公里的一艘驳船上建造了能日产100万公升淡水的LTTD设备。上个月,NIOT工程师刚刚完成一个为期60天的针对该设备的试验,并将生产的淡水分发给了路过的船只。研究所目前正在积极招商引资,以期将生产能力提高到每天1000万公升。这样将使成本降低到1美元/1000公升,比使用反渗透方法还要便宜25%。而且不会像反渗透方法那样因将压缩后的盐水回流至大海而对当地海洋生物造成危害。
  岛上的居民对这种新设备拍手称快,他们表示,已经饮用了几十年的地下水现在只用来盥洗了。一位名叫M. Qasim的中学教师说:“这种水喝起来味道不错,用它煮的食物味道也很好。”另外,这种新的淡水生产方法还附带降低了一些水生病的流行,据统计,自新设备使用以来,Kavaratti岛上的腹泻和痢疾发病案例减少了50%左右。
  受到成功的激励,印度已计划在Lakshadweep的另外十座岛屿上也建造类似设备。他们期望Kavaratti的成功经验将使新设备更具效率。
  印度国内以及国际上的专家均对此工程表示了密切关注。曾在1990年为夏威夷自然能量实验室(Natural Energy Laboratory of Hawaii)设计了用海洋热能生产电力和淡水的Luis Vega说:“这是一个值得追求的方法。”但他同时对扩大规模能大量降低成本表示怀疑。印度管理研究所(Indian Institute of Management)的水政策专家Jayanta Bandyopadhyay认为,政府试验淡化海水新方法是正确的,但是也应该在一些低科技方法,比如雨水的收集方面加大投资力度。这也正是Kathiroli目前所提倡的。
  这种方法对于岛屿来说可能是不错的选择,但是对内陆地区来说可能就不划算了,因为要从距离几千米之外的海洋抽取深海海水花费是相当巨大的。
  Kathiroli认为,因为淡水缺口巨大,所以人们对于这种新方法抱着很高的期望,而他们所做的仅仅是个开始。
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