所谓的反渗透法又叫做超过滤法 , 简言之就是使用特制的材料制成半透膜 , 让物质选择性通过 , 以此达到淡化的效果 。 这一方法起源于上世纪五十年代 , 在七十年代时开始得到商用 。
根据资料来看 , 反渗透的基本原理就是通过压力驱动从而克服自然渗透的现象 , 经过预处理之后的海水会在高压泵的作用下 , 其中的水通过半透膜迁移到淡水那边 , 盐分和其他物质成分则留在海水这边 , 最终在耗能极低的情况下完成过滤目标 。
研究显示 , 水通过半透膜的机理是水分子通过亲水性半透膜而扩散的能力要远强于盐分和海水中的其他成分 , 这也是半透膜半透性的本质所在 。
不难看出 , 在反渗透法当中 , 最关键的就是半透膜了 , 如果半透膜好使 , 海水淡化的效率肯定有所提升 。 因此 , 科学家的新发现也正是在这一领域 。
科学家在研究的过程中 , 发现了提升效率的关键并不是这张膜到底有多薄 , 而在于让半透膜的密度能达到纳米级别 , 并且使这个半透膜的整张密度一定是要“均匀一致”的 。
在这种情况下 , 它的过滤效果有所提升 , 整体的效率提升了大约40%左右 。
由此他们提出了改进的建议 , 为了让海水淡化的效率提升 , 人们应该将重点放在促使半透膜密度均匀一致的问题上 , 而不是只想着怎么将其变薄 。
宾州州立大学的化学工程师恩里克·戈麦斯(EnriqueGomez)说:“您可以亲眼看到咖啡过滤器中某些地方的密度或高或低 。 在滤膜中 , 它看起来很均匀 , 但不是纳米级 , 而如何控制质量分布对于水过滤性能而言确实很重要 。 ”
举个类似的例子来方便大家理解 , 网眼大的渔网和网眼小的渔网 , 在捕鱼的时候“效率”肯定是不同的 。 并且如果大家只关注这个渔网够不够薄 , 忽略了各个部位是否存在网眼不一致的情况 , 那么即使捞到了鱼 , 鱼也能从大的网眼中溜走 , 这样的话咱们还是白忙活一场 。
此外 , 披露此项研究成果的研究人员表示 , 如果按照这种方法去改进半透膜的话 , 还可以尽可能地为大型公司节省资金 , 让海水淡化的成本变得更低 。 这样的话 , 就能更好地解决淡水资源的危机问题了 。
既然有望用纳米级别的方法来改良半透膜 , 将海水淡化的概率提升40% , 这是否就意味着我们的淡水资源短缺难题被彻底解决了呢?以后咱们再也不用担心淡水枯竭了?
海水淡化的用途和前景
实际上 , 海水淡化的进步只能补充淡水资源 , 起到“锦上添花”的效果 。 如果大家认为海水淡化可以直接承担所有的淡水消耗 , 那未免有些“盲目乐观”了 。
因为海水淡化的效率再怎么提升 , 其成本依旧是很大的 , 并且一般来说 , 海水淡化完成后的水依旧是无法直接饮用的 , 还是需要进一步的的加工处理 。
根据数据来看 , 2018年 , 全球海水淡化产能为6.2×10^7m3/d , 除了运用于市政用水以外 , 剩下的都集中在工业领域 。 而哪怕是这样 , 依旧有大量人口面临水资源短缺的危机 。
要知道 , 海水淡化厂毕竟不是慈善组织 , 它们也是需要盈利的 。 更不用说 , 在淡化成本较高的情况下 , 去“为爱发电”助力水资源短缺的地区了 。
综上所述 , 认为目前海水淡化就能帮我们解决所有难题的想法还是比较天真 。 并且由于传统海水淡化的方法依旧会产生污染和浪费 , 所以人们正在探索一条新的道路 , 试图让新型海水淡化技术进一步发展 。
总之 , 海水淡化技术确实能为我们带来一定的好处 , 但人类依旧要保护和珍惜淡水资源 , 尤其是在全球变暖的影响下 , 淡水资源在未来恐怕会变得越来越少 。
推荐阅读
- 玛雅文明是史前文明的遗留?
- 1995年出土的蛇颈龙被发现是长颈海洋爬行动物
- 若用密闭容器装1升水,从11000米海底取上来,会发生啥?
- 海冰小知识
- 从科学中你了解到了什么意义?
- 合同收割机?刚被当成交易添头,他又用一年巅峰,撬动3000万高薪
- 海底10000米处的压力到底有多强?鱼会被压扁吗?
- 海是海,洋是洋
- 活了500年的鲨鱼,科学家揭示其长寿机制,可否适用于人类?