奥赛斯水务公司(Oasys Water)开发出一种新型的廉价海水淡化技术,他们已经演示过一款新开发的设施,就是这个星期在波士顿演示的。该公司演示商用级系统组件是在最近几个月进行的,按计划,开始测试一套完整的系统是在明年初,开始销售系统要到2011年底。
目前,海水淡化有两种主要方法:或者是水被加热,直到蒸发(称为热处理),或者是使水分子通过一种薄膜,而不让盐离子通过(称为反渗透)。 奥赛斯公司的方法运用,是结合常规(或深加工)渗透和加热,把海水转变成饮用水。
薄膜的一侧是海水,另一侧是一种溶液,包含高浓度二氧化碳和氨。水会自然流到这种更浓的“除菌”溶液(draw solution)中,而薄膜会阻挡盐和其他杂质,因为它的作用就是这样。由此产生的混合物随后被加热,导致二氧化碳和氨蒸发。新鲜淡水就留下了,氨和二氧化碳会被收集重复使用。
奥赛斯公司说,这项技术可以使海水淡化在经济上具有吸引力,不仅在干旱地区是这样,在那里没有替代技术可取得海水淡化,而且在淡水必须长途运输的地方也是这样。在加利福尼亚州,举例而言,就有一根巨大的输水管道系统,现在输送水是从北到南输送。
“成本会足够低,会使渡槽和大坝工程显得比较昂贵,”奥赛斯公司创始人和首席技术官罗伯特•麦金尼斯(Robert McGinnis)说,他发明了公司的核心技术。这项技术也只耗费更低的电,大大低于其他海水淡化方法。“燃料消耗和碳排放量将会更低,低于几乎任何其他水源,这些水源都靠近地方性湖泊或含水层,”他说。
要使处理过程有效,关键是要开发一种净化溶液,溶液要含有易于去除的溶质,这些事情是搞定了,就是在耶鲁大学的一个实验室做的。 “也有人试图开发其他的溶质用于海水淡化,”麦金尼斯说,“但他们至今没有成功。”
接下来,最大的技术挑战就是开发薄膜。薄膜用于反渗透(reverse osmosis)就不适合这个处理过程,因为它们性能最好的时候是在高压状态。深度渗透(Forward osmosis)技术不使用高压,这样水流过这些薄膜就太慢,系统就不实用。麦金尼斯和他的同事重新设计了薄膜,减少了辅助材料的厚度,提高了孔隙率(porosity),未改变非常薄的隔盐层。这些变化使水的通过加快了25倍,麦金尼斯说。
该系统耗能远少于热处理海水淡化,因为净化溶液只需加热到40 °C至50 °C,麦金尼斯说,而热处理系统要把水加热到70 °C至100 °C。这些低温加热,可利用电厂余热。热处理海水淡化厂往往建在发电厂,但它需要额外的燃料,以产生足够热量。另一方面,这一新的系统运行所需的热量不这样利用就会释放到大气中。
奥赛斯公司的这一系统只需要十分之一的电力,这是对比反渗透系统,麦金尼斯说,因为水不需要高压通过薄膜。这是一个重要源头,可以节支,因为电力可以占到将近一半的逆渗透技术成本。不用加压水也降低了建厂成本,不需要昂贵的管道,这些管道要能承受高压力。这样,结合较低功耗和便宜的设备就可降低整体成本。
奥赛斯公司这个系统并非适用所有人。例如,它就不可能为农民做很多,尽管农民约占80%的淡水消耗量,这是因为这系统不划算,对他们而言就是这样,部分原因是农场位置往往靠近含水层和其他水源,不像大型沿海城市,如洛杉矶。此外,“有一个最低的能量,需要用来去掉水中盐离子,”彼得•格雷克(Peter Gleick)说,他是太平洋发展、环境和安全研究院院长,就在加州奥克兰(Oakland)。“我并不认为这会足够便宜,可用于灌溉。”在缺水的农业区域,他说,更便宜的是改用更好的灌溉方式。
但是,因为沿海城市在发展,同样也会发展他们需要的海水淡化服务,肯奈斯•赫德(Kenneth Herd)说,他是佛罗里达州西南部水管理区供水项目总监。“这不是是否的问题,”他说,“而是什么时候的问题。”
新型净水系统 节省一半成本
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