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澳大利亚开发出新型气泡温室海水淡化技术

2015-08-14来源:工业水处理

目前,澳大利亚默多克大学的一些研发人员正在尝试建设一个“气泡温室”模型,该装置可以为偏远和干旱的地区提供一种技术难度和运维费用都相对较低的海水淡化技术,淡化后的海水可以用于种植农作物。
    正在进行该项研究的工程师们上个月在《Desalination》杂志上发表了他们的研究论文,他们预计150㎡的“气泡温室”每天大约可以生产8m3淡水和30公斤农作物。研究人员介绍,密封结构可以保护农作物免受昆虫和疾病的干扰,同时由于该技术相对简单,所以在偏远地区实施起来也比较容易一些。
    “气泡温室”的概念是目前已存在的“海水温室”概念的进一步发展,它可以将海水蒸发冷凝后生成淡水来灌溉农作物,同时可以创造一个凉爽、潮湿的温室环境,这意味着农作物的生长可以使用更少的水。
    这种新方法将海水的蒸发和凝结过程调整在温室外边进行。在两个充满水的气泡塔中,成千上万个微小的气泡形成了一个非常大的表面用于海水的蒸发和冷凝。海水的独特属性可以防止小泡沫聚集形成大泡沫,因此可以始终维持一个较大的蒸发面积。
    作为该项目研发团队和论文作者之一的Mario Schmack介绍,与海水温室运行的环境温度不同,“气泡温室”蒸发器和冷凝器的分离设计使得它可以选择更高的运行温度,他说:“在运行温度更高的条件下可以产生更多的水蒸气,这不但使海水淡化过程更快,效率更高,同时泡沫的存在也可以防止盐分在蒸发室堆积,从而也减少了系统的整体运维费用。”
    Mario Schmack表示:“我们相信,这种技术适用于全世界的干旱地区。该技术简单易实施的特点和良好的社会效益可以帮助偏远地区的人类社区实现可持续发展。”
    来自美国麻省理工学院的机械工程师Emily Tow并没有参加该项研究,她对此项技术评价道:“该技术采用了气泡塔,因为相变面积非常大,同时传热系数也比较高,所以这种设计比传统的增湿器/除湿机更加紧凑和便宜。”
    但她同时警告,根据估计该系统10美元仅可以产生1000公斤水,只够生产10公斤食物所用,这意味着利用这种设计来种植农作物是不经济的,而像太阳能、反渗透等海水淡化技术可能会更加有效。
    以色列理工学院化学工程师Raphael Semiat对上述观点表示赞同,他认为基于蒸发和冷凝原理建设的海水淡化系统在海水蒸发和冷凝过程中需要更高的能量,他表示:“适用于偏远和孤立地区的技术应该是一个相对较大的系统,比如采用反渗透装置并使用管道来输送水。”
    但是Mario Schmack认为“气泡温室”的概念对于孤立地区是非常有用的,因为它的简单会使当地居民更加容易实施。随着该项目初步研究的完成,目前研发团队正在寻求商业化合作伙伴准备先在澳大利亚西部建设一个工作原型。

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