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當海水淡化遇上污水處理
發(fā)布日期:2014/8/26 10:29:31

  理論上說,pro系統(tǒng)可以為波士頓港口的鹿島污水處理廠完全供電。


  當河水遇見海水,就有可能產(chǎn)生可再生能源。這種能源被稱為“海水鹽差能”。眾所周知,液體具有滲透性,低濃度液體會自然地向高濃度液體滲透。“壓力延緩滲透”(pro)技術(shù)正是利用了海水和淡水的鹽度差,使得淡水通過半滲透膜稀釋另一側(cè)的海水,從而產(chǎn)生壓力驅(qū)動渦輪發(fā)電機發(fā)電。


  有科學(xué)家認為,如果pro發(fā)電站能利用全球1/10匯入大海的河水發(fā)電,就可以滿足5.2億人的用電需求。不過,pro系統(tǒng)造價高昂,尤其是其中使用的半滲透膜成本較高。一般認為,半滲透膜越大,系統(tǒng)發(fā)電量越多。但是,美國麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員及其合作者最近推翻了這一判斷。他們建立了一種新的模型來評價大型pro系統(tǒng)的性能和最優(yōu)膜尺寸,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當pro系統(tǒng)達到一定規(guī)模之后,發(fā)電量和膜的大小不再成線性正比關(guān)系,而是有一定的上限。


  有趣的是,只需要用不到一半大小的膜就能實現(xiàn)系統(tǒng)最大發(fā)電量的95%。該研究成果近日發(fā)表在《膜科學(xué)》雜志上。研究人員還可以通過河水和海水的鹽度來測算系統(tǒng)的最大發(fā)電量。


  MIT機械工程系研究生leonardobanchik表示,通過這種方法來確定合適的膜尺寸,可以大大降低建造pro系統(tǒng)的前期成本。


  此外,研究人員還發(fā)現(xiàn)了一種廢物利用的方法:利用pro系統(tǒng)混合海水淡化的副產(chǎn)品——鹵水和廢水處理的副產(chǎn)品——廢水,發(fā)電量是自然混合海水和河水的兩倍。他們因此產(chǎn)生了一個想法:在沿海的廢水處理廠使用pro系統(tǒng)供電,通過使用海水和處理過的廢水來發(fā)電。據(jù)估算,理論上說,pro系統(tǒng)可以為波士頓港口的鹿島污水處理廠完全供電。鹿島污水處理廠是全球第二大污水處理廠,建設(shè)投資超過38億美元。


  Banchik建議沿海的缺水地區(qū),如美國加州等使用這種兩全其美的方法,既獲得淡水,又獲得能源。

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