科學家研發新型綠色塗層 可使海水淡化技術效率翻倍

2020-12-07 科創板日報

財聯社(上海,編輯 黃君芝)訊,雖然反滲透是一種相對節能的海水淡化方式,但長期以來,由於生物淤積問題,其效率一直得不到提高。近期,沙特阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的科學家們研發了一種新的膜塗層,可以前所未有地解決生物汙垢問題。

簡單地說,反滲透就是利用高壓迫使海水通過半透膜。這層膜可以過濾掉水中的鹽分,但細菌和其他微生物也會逐漸在膜的表面積聚。隨著時間的推移,這些微生物形成粘稠的生物膜,使得膜的滲透性降低。因此,此方法會需要越來越多的能量來推動水通過過濾膜。

儘管目前已經有一些膜塗層有助於減少生物汙垢,但其中許多膜塗層都含有有毒化學品,會將它們與膜結合在一起。這些化學物質不僅不能完全消除生物膜,最終還會被傳遞到海裡。有鑑於此,KAUST的科學家才立志開發出一種無毒的「聚電解質」塗層。

據了解,它以液體的形式被引入到未經處理的海水中,並通過靜電作用與膜表面結合,因此不需要任何化學品。一旦塗層上形成了阻塞性生物膜,高鹽溶液就會以更快的速度通過海水淡化系統。這將導致塗層與膜分離,破裂並帶走整個生物膜。隨後再塗上一層新的塗層。

在實驗室測試中,在進行了生物膜去除過程後,聚電解質塗層膜表現出的液體流速比未經處理的控制膜高出兩倍。該研究近期被刊登在了《海水淡化》(Desalination)雜誌上。

相關焦點

  • 科學家研發出新型金屬有機框架材料,不僅能濾海水中的鹽還可提取...
    近日,澳大利亞、美國和中國科學家組成的研究團隊研發出了一種金屬有機框架材料,該材料具備生物細胞膜的過濾功能,能夠高效地過濾海水中的鹽和分離海水中金屬離子。據悉,金屬有機框架材料是一種新型多孔材料,具備很高的催化、儲能和分離等性能。研究人員表示,傳統的海水淡化和汙水處理是通過反滲透膜技術實現的,能耗和成本都比較高。
  • 「海水淡化」新發現,效率可提升40%,再也不必擔心淡水枯竭了?
    隨著淡水資源的日益緊張,將地球上豐富的海水和苦鹹水淡化,以補充缺乏的淡水資源就成了必選項。包括我國在內,也在大力推進海水淡化項目的落地。目前,全世界有一百二十多個國家和地區採用海水或苦鹹水淡化技術取得淡水。其中最普及的要屬中東地區如沙特、阿聯、科威特等地,有的國家海水淡化水佔到了淡水用量的80%以上,並且利比亞已經開始考慮用核能淡化海水。
  • 美國「海水淡化」新發現,效率可提升40%,再也不必擔心淡水枯竭了?
    目前,全世界有一百二十多個國家和地區採用海水或苦鹹水淡化技術取得淡水。其中最普及的要屬中東地區如沙特、阿聯、科威特等地,有的國家海水淡化水佔到了淡水用量的80%以上,並且利比亞已經開始考慮用核能淡化海水。
  • 海水淡化設備關鍵技術與材料的發展現狀
    【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】北極星水處理網訊:摘要:淡水資源短缺正逐漸成為制約人類社會可持續發展的全球性問題。海水淡化作為有望緩解淡水資源危機的重要手段,在過去的半個世紀取得了長足的進步,發展出了一批諸如多級閃蒸法、低溫多效蒸餾法、反滲透膜法等關鍵技術,同時帶動了設備建造所需關鍵材料與工藝的開發。
  • 科學家取得突破性技術,無需電力,10分鐘就將海水變成淡水
    科學家取得突破性技術,無需電力,10分鐘就將海水變成淡水大家都知道,在我們賴以生存的地球上面,海洋的面積達到了71%,海洋也佔據了整個地球上面水資源的97%,但是很明顯,因為海水當中的特殊成分,使得海水不能夠直接飲用
  • 離子交換技術在海水淡化中的應用
    目前已開發出了海水淡化技術,離子交換法淡化海水具有處理徹底、成本低、可再生等優勢,已在海水淡化預處理、後處理、濃海水中提取化學元素等方面得到應用,具有廣闊前景。海水淡化是指將海水裡面的溶解性礦物質鹽分、有機物、細菌和病毒以及固體分離出來從而獲得淡水的過程. 從能量轉換角度來講, 海水淡化是將其他能源轉化為鹽水分離能的過程。
  • 海水淡化解決「乾渴」問題(科技大觀)
    地球表面70%被水覆蓋,但人類生存所必需的淡水資源卻極其有限,僅佔全球總水量的2.5%,其餘97.5%都是無法直接飲用的海水。海水淡化成為化解水資源短缺的一個重要途徑。據聯合國大學的研究數據,全世界目前有超過16萬家海水過濾工廠,每天可生產9500萬立方米淡水,其中近半出自中東和北非。此外,馬爾地夫、新加坡、卡達等8個國家生產的淡化水,甚至超過了取自天然水源的淡水量。
  • 海水淡化中如何應用新型無彈簧疊片式過濾器?
    北極星環保網訊:調查研究表明,近年來傳統的海水淡化技術多級閃蒸(MSF)、多效蒸餾(MED)、壓氣蒸餾法在市場的份額越來越低,膜分離技術以其投資省、能耗低、建設期短、運行靈活、佔地少、技術可靠等優勢被廣泛應用,現約佔市場份額的70%。為保護反滲透(RO)安全穩定的運行,超濾(UF)一般作為反滲透(RO)的前置過濾。
  • 「石墨烯之父」領銜突破海水淡化技術,或將極大緩解全球淡水資源短缺
    為了解決水資源短缺的問題,一些沿海國家都紛紛開始開發海水淡化系統。但眾多缺水的發展中國家根本無法負擔由此帶來的巨額成本。現在,這些問題的解決有了新的曙光。今天 DT 君要介紹的,就是一種低成本的能夠高效淡化海水的科技——氧化石墨烯薄膜過濾技術。這項最新研究成果發表在了《Nature Nanotechnology》上。
  • 海水淡化工程淡化水後處理分析
    海水是地球上存在的巨大水體,因為海水的濃度不適宜直接飲用,海水的利用效率還非常低。隨著海水淡化在我國的不斷發展,而且在淡水資源的日益短缺背景下,淡化水大規模進入供水管網是必然趨勢。但是由於海水淡化過程對水中雜質和絕大多數離子的脫除率較高,在脫除海水中鹽分和有害離子的同時,脫除了對人體健康有益的成分。因此,淡化水在入網前,需要進行後處理。
  • 膜法海水淡化系統為海島「解渴」
    中國化工杭州水處理技術研究開發中心有限公司(以下簡稱中國化工杭州水處理)承建的浙石化4000萬噸/年煉油化工一體化項目一期10萬噸/日膜法海水淡化系統已通過驗收,這個目前國內石化行業已建的最大膜法海淡工程也順利投入運行。
  • 胡良兵AM:一種用於連續海水淡化的高性能自再生太陽能蒸發器
    其中,地球約71%的面積被海水所覆蓋,若是能利用太陽能輔助海水淡化持續產生清潔淡水,則有助於解決淡水短缺的問題。最近,隨著太陽能界面蒸發海水淡化技術的發展,且廣泛的太陽能吸收和改進的能量轉換,提高了蒸發效率,所以在海水淡化方面顯示出了巨大的潛力。傳統的界面太陽能蒸發系統包括在鹽水表面的雙層太陽能吸收器。
  • 美完成近海戰鬥艦反滲透海水淡化系統樣機試驗
    中新網3月4日電 據中國國防科技信息網報導,2月,美國海軍設備工程與遠徵作戰中心(NAVFACEXWC)完成近海戰鬥艦反滲透海水淡化系統樣機試驗。近海戰鬥艦項目辦公室(PMS501)將在海軍研究署的資助下繼續研發新型反滲透單元,單元使用介質過濾器和筒式過濾器預處理系統,日產4000加侖淡水。近海戰鬥艦現有海水淡化系統使用筒式過濾器,在近海海域易結垢,日產僅2000加侖淡水。
  • 海水淡化工藝及天然礦化材料礦化效果分析
    實施方案中明確指出,將通過3~5年的時間,在遼寧、山東、浙江、福建、海南等沿海城市重點推進100個左右的海水淡化工程(規模在50~1 000 m3/d)的建設和升級改造,以有效緩減海島居民的用水問題和滿足當地不斷提高的生活和生產用水需求。目前,主流的海水淡化技術有:多級閃蒸(MSF)、低溫多效(MED)和膜法反滲透(RO)。
  • 青島海水淡化公司回應質疑稱可放心飲用
    疑問一:淡化海水能否飲用?  【回應】經淡化、調PH值、增加礦物質後可飲用;水質符合國家標準  有網友發帖稱,淡化海水的PH值呈弱酸性,長期飲用可能破壞體內的酸鹼平衡,同時,淡化海水屬於軟水,缺乏必要的礦物質和營養成分,長期飲用對人體健康不利。
  • 工業之美|這種新型裝置,讓海水曬曬太陽就能變成淡水
    記者 | 徐寧1地球表面71%的面積被海洋佔據,但海水無法直接作為人類的生活用水。太陽能光熱蒸發技術是實現海水淡化的主要方法之一,但傳統的光熱轉化材料製備複雜、成本高、穩定性低。據《浙江日報》日前報導,中國科學院寧波工業技術研究院智能高分子材料團隊陳濤研究員課題組,研發出了一種新型海水淡化裝置,且這一研究成果已刊登在SolarRRL期刊上。SolarRRL是Advanced Material期刊的子刊。Advanced Material是工程與計算大學科、材料與化學大領域的頂尖期刊。
  • 淡化的海水,你願意喝嗎
    淡化水是高品質的飲用水 針對淡化水缺乏微量元素的爭議,專家認為這是完全沒有必要的 海水經過淡化技術處理後能喝嗎? 專家指出,一些公眾有顧慮,主要是因為對海水淡化技術了解不夠。 「海水淡化技術就是模擬自然界的水循環運動,是人類向大自然學習,為自己創造更多可飲用水的開源技術。」國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所所長李琳梅說。 海洋中蘊藏著豐富的淡水,其總量約佔海水的97%,有13.3億立方千米,是巨大而穩定的淡水儲庫。海水經過陽光照射後蒸發,通過雨雪露雲霜霧的形式變為淡水,在地球表面重新匯聚成江河湖海。
  • 西媒:科學家發明快速淡化海水新方法
    參考消息網8月11日報導 據西班牙《20分鐘》網站8月10日報導,《自然·可持續發展》雜誌日前刊登一項研究成果,一個全球研究團隊已經成功利用金屬有機框架(MOF)和陽光在不到30分鐘的時間內將微鹹水和海水轉化為安全、清潔的飲用水。
  • 山東將統一配置海水淡化與利用 加快淡化海水進入城市供水管網
    記者今天從山東省政府新聞辦召開新聞發布會上了解到,為科學紮實推進海水淡化與綜合利用產業發展,山東各地將明確海水淡化與綜合利用產業發展牽頭部門,建立協同推進機制,協調解決產業發展中的重大問題,未來山東省將把淡化海水作為非常規水源,納入沿海地區水資源統一配置,同時加快推進淡化海水進入城市供水管網。
  • 海水淡化工藝淺析
    關鍵詞:反滲透;海水淡化;工藝引言隨著經濟社會的高速發展和人口的急劇增加,淡水資源短缺已經成為人們面臨的巨大挑戰;開發利用海水資源,進行海水淡化。成為開源節流、解決淡水短缺的一個重要途徑。目前膜法海水淡化日益成為海水淡化的主流技術,主要有已獲得大規模應用的反滲透、正在發展的正滲透和膜蒸餾等技術。本文在簡要介紹海水淡化的工藝流程的基礎上,著重介紹工作原理,以及工藝流程中出現的具體問題及解決措施。海水淡化分為三個子過程:預處理流程、膜處理流程、汙泥濃縮處理流程。