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需求不断上升全球缺水 海水淡化起革命

2008年09月29日 15:40 来源:中国新闻网 发表评论




    资料图:在北京“全国中小企业创新与发展成果展览会”会场门口,绍兴精功声能科技有限公司的工作人员正在为参观展览的观众提供经净化后可直接饮用的海水。该工作人员介绍说,这台“流体声能小分子团海水淡化处理系统”能够将海水净化为淡水,日净化量高达30-40吨,深受中东客户的喜爱。 中新社发 刘颖 摄


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  中新网9月29日电 香港《文汇报》29日发文说,气候变化、天旱、人口增长和工业发展,令本世纪用水需求不断上升,令人担心饮用水会供不应求。按国际海水淡化组织最新数据,现时全球共有13,080所海水淡化工厂,每天可生产总共55.6万立方米饮用水,仅占全球可用水0.5%,现在已经掀起海水淡化革命。

  文章摘录如下:

  地球上虽然水源丰富,但超过97%盐分过高不适宜饮用,只靠河流、湖泊或地下水提供食水。气候变化、天旱、人口增长和工业发展,令本世纪用水需求不断上升,令人担心饮用水会供不应求。按联合国统计,当前超过10亿人仍生活在缺乏水源的地方,人数于2025年更可能上升至18亿。

  四面临水用不得

  无疑,海洋能提供无限水源,但由于含有盐分,要经过淡化才可饮用。按国际海水淡化组织最新数据,现时全球共有13,080所海水淡化工厂,每天可生产总共55.6万立方米饮用水,仅占全球可用水0.5%。淡化工程所需能源大、成本高,过往只有油价低和缺乏水源的国家使用。不过,时至今日水源缺乏不再是单一地区问题,全球大多数地区人民正活在长期旱灾及水源不足,令海水淡化需求大增,连加州、伦敦及多个澳洲城市亦计划兴建淡化工厂。

  虽然有关工程有助解决饮用水不足,但过往仍未获所有人认同。环保团体指,一个大型海水淡化工厂每年所用能源,便等同3万户家庭用电量。过程亦会排放温室气体,又会令海洋生物误闯机械造成伤亡。但随着科技进步,淡化成本已大大降低,澳洲便有化淡工厂转用风力发电来运作。

  技术源自糖厂

  早在16世纪,欧洲探险家已在一次航海中,透过煮沸减少海水盐分,踏上海水淡化第一步,但真正转折点便要追溯至1850年美国制糖工业。当年工程师Norbert Rillieux发明利用多效蒸馏来提炼结晶糖,原理是运用一连串小密室,让每一密室逐步减压,随后密室的能源需求便逐步下降,加上较前密室所生成热能可重复给予余下密室使用,能源消耗量便下降超过8成,大大节省制糖成本,有关技术便被引入海水淡化。

  可惜,只有少量多效蒸馏海水淡化工厂面世,因为海水矿物质会沉淀在热能转换面,阻碍能源转换。及后,新技术“thermal-desalination”(热力去盐)解决了这问题,海水蒸发过程无须再经过热能转换面,但工程却需大量热蒸汽。因此,热能海水淡化工厂须兴建在发电站旁,能源消耗极大。

  技术不断改良

  其后,美国科学家开始研究以渗透膜阻隔可溶水盐分,希望把产量提高。初期,逆渗透作用只能出产少量饮用水,成效不大,直到1960年Sidney Loeb和Srinivasa Sourirajan制成新种渗透膜,能阻隔可溶水盐分,他们发现在较浓的溶液上施压便能生成“逆转渗透作用”,因而令产量大大增加。

  但“逆转渗透作用”并非完美,海水的可溶微粒会堵塞渗透膜,事前要利用过滤器和化学物料来去除,渗透式膜亦须定期清洗。一般来说,每公升海水含有33至37克可溶微粒,但要转化成饮用水便须大费周章。至70年代,经交链反应(cross-linking reaction)程序处理的全新逆渗透膜面世,不但能增加水流量,更能承受不同酸碱度及温度转变,有关技术自此垄断淡化工业。80年代,首间大型处理海水的逆渗透作用工厂在沙特阿拉伯建成,当时每生产一立方米饮用水要每句钟花上8千瓦电力。

  逆渗透作用能源消耗大,科学家便研究以能源恢复器(energy-recovery device)降低消耗量,效能由初期75%提升至96%,令淡化工程每句钟所花的电力减少至3.7千瓦。改良后的渗透膜和能源恢复器有助减低成本,每立方米饮用水大约由90年代的1.50美元降至2003年的0.5美元,日后大多海水淡化工程采用此法。现时,科学家仍不断研制更好的渗透膜以减少能源消耗。

  海水经处理后被分隔出来的盐分浓度偏高,担心直接排出海洋会影响生态,但已有研究指当盐分排出海水后,在500米海域内便能回复正常浓度,至今仍未有科学家能提供充分理据,证明盐分高海水会对环境造成长远影响。

编辑:吉翔】
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