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海水淡化的吨水成本绝不仅仅在于设备

来源:本站 发布时间:2019/11/5 18:19:38 点击量:
如果把整个太平洋的水倒出,也浇不熄我对你爱情的火焰。整个太平洋的水全部倒得出吗?不行。所以我并不爱你。——痞子蔡《第一次亲密接触》
       如果把整个太平洋里的盐都萃取出来,也不够形容你的重口味。整个太平洋里的盐能全部萃取出来么?不能。
       然而,或许未来的某一天,我们用的水、喝的水大部分来自于海水淡化。当水资源危机正在侵袭一个个城市的时候,比“豆腐脑是甜的还是咸的”更令人抓狂的问题就是“为什么占地球总水量97.5%的海水竟然是咸的?!”这简直太坑了!于是,为了生存和发展,人类在不断探索着把咸涩的海水变成淡水的方法。
        其实,影响海水淡化工程成败的因素无非就是技术难度和成本。风电在整个项目中扮演了最重要的角色,直接影响着海水淡化系统的电力成本。正是因为剧烈的海风带来便宜的电,才能生产出便宜到令我们骄傲放纵的饮用水。想想北京因为地下水超量开采形成的漏斗区。如果脱盐再生水能够得到大规模低成本批量生产,那整个东部沿海地区的饮用水、生活用水甚至工业用水都能通过海水来满足,真是令人exciting。 
         如果以每个人每天饮用2000毫升的水来算,江苏省7960万人一年要喝15.92万立方米的水。根据水的密度(1克/立方厘米),换算成重量是15.92万吨。也就是说,根据日产万吨设计产量,该公司的生产线开工不到16天,就能生产够整个江苏省的人喝一年的水。  再来看看成本。海水淡化方式采用的是反渗透法。用该方法每生产1立方米的水,耗电量是2.5~4.0千瓦时,是能耗最低的一种海水淡化技术。平均制水成本大约在3.65元/立方米,其中风电成本大约0.75元/千瓦时。相对于南水北调工程实施后的调水成本,海水淡化确实便宜很多。
 反渗透法如何将海水变成淡水的?首先,海水是一种溶液,溶剂是水,溶质是各种盐分。假如,把相同体积的稀溶液和浓溶液分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔。半透膜是一种对不同粒子的通过具有选择性的隔膜。在溶液里,半透膜只允许水分子通过,不允许溶质通过。常规情况下,在渗透压的作用下,稀溶液中的溶剂将自然地向浓溶液侧流动。慢慢地,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,达到渗透平衡状态。这就好比,有A和B两个相邻的房间,可以免费领取精美的纪念品。我们把纪念品看作溶质,把人看作溶剂。一开始,A、B房间都各有500人,但A房间里的人很快发现,纪念品寥寥无几,而B房间里的纪念品很丰裕,所以许多在A房间很难获得纪念品的人心中产生了压力,于是转而去B房间。慢慢的,B房间的人数远多于A房间,并且两个房间的人均获得纪念品的数量接近于相等,此时平衡状态得以实现。而反渗透法,就好比一开始A、B房间都是500人的时候,一位强盗突然出现,用暴力相威胁,把B房间里的人全部赶到A房间去,自己一个人独吞B房间的纪念品。到最后B房间里是大量的溶质和少量的溶剂,A房间里是大量的溶剂和少量的溶质。所以标准的解释就是:在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力,使浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反。最终,浓溶液中的溶质和溶剂实现分离,海水实现了淡化处理。通过什么样的方式在浓溶液一侧施加压力呢?答案是运用特制的高压水泵,对海水施加压力,使海水中的纯净水通过渗透膜,进入另一侧,而盐分依然留在这一侧。

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