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中科院宁波材料所利用正渗透膜研发便携式海水淡化器
甬派客户端记者 金鹭 张璟璟 / 时间:2018-11-13 09:32:34

  据中科院宁波材料所网2018年11月5日讯 对于实行特殊任务的士兵、船舶工作人员,以及户外探险爱好者等群体来说,便携、高效的应急淡水供应装备必不可缺。
  甬派记者今天从中国科学院宁波材料技术与工程研究所获悉,该所海洋环境材料团队突破相关技术瓶颈,生产出“便携式”正渗透海水淡化膜装置,将转化效率提升至同类产品的2.5倍以上。
  海水淡化即利用海水脱盐生产淡水,是缓解沿海地区与城市用水危机最重要的方法之一。预计到2020年,我国沿海地区的高用水企业的工业冷却水基本上由淡化海水供给。
  海水是怎样实现淡化的呢?
  据了解,世界上有十多个国家的一百多个科研机构在进行着海水淡化的研究,有数百种不同结构和不同容量的海水淡化设施在工作,在实践中被认为行之有效的方法主要有以下几类:第一类是蒸馏法,包括多级闪蒸法(MSF)、压气蒸馏法(VC)、多效蒸馏法(MED)等;第二类是膜法,包括反渗透法(RO)、电渗析法(ED)等;第三类是其他方法,如冷冻结冰法、溶剂萃取法、露点蒸发淡化技术等。
  目前全球海水淡化技术中较多利用的是“反渗透”,产能占到65%。
  但“反渗透”是个复杂的工程,不仅占地规模大、能耗高,而且运行与维护成本高,不适宜小规模的应用与推广,难以保障突发事件中应急营养液的有效供给。


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(图片源自:前瞻产业研究院)


  宁波材料所团队研发的“便携式”海水淡化器则基于“正渗透”技术。
  所谓正渗透,是指水通过选择性半透膜,从低浓度溶液的一端转移到高浓度溶液的一端,而溶质被截留的过程;这是一个自发渗透过程,不需要外加压力驱动,能耗低,能够进一步降低“海淡水”成本。
  这项前瞻性技术,近年来备受国内外科研机构关注,但目前仍然难以见到成熟的正渗透膜及正渗透海水淡化装置与设备。
  宁波材料所团队在材料研制上取得了突破。研究人员对支撑膜孔结构进行精细调控,再对其进行表面修饰,得到性能优异的正渗透膜材料:断面为互穿网络结构,膜强度高;PAA的羧基则赋予膜更强的亲水性,利于水分子的快速通过,提高水通量。
  利用这一“升级版”正渗透膜,团队将其四边胶封成器件,应用于应急海水淡化领域。检测结果显示,其海水淡化效率达到在该领域领先的美国HTI(Hydration Technologies Inc)企业同类产品的2.5倍以上。
  “不需任何内芯,简单的清洗即可恢复膜的‘脱盐’能力,在处理高污染水体方面具有显著优势。”团队相关负责人表示。
  据先容,这一便携装置用途广泛,能够为在海上与野外等特殊场所实行特殊任务的兵士、偶遇突发事件的舰艇与船舶的工作人员、面临突发自然灾害与水路污染的民众供给应急淡水,维系生命。

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