電滲析海水淡化有新“膜”法

文/張勤業(yè)

電滲析海水淡化有新“膜”法

文/張勤業(yè)

“經(jīng)過(guò)1個(gè)多小時(shí)的電化，海水電導(dǎo)率從5S/m降到了0.1S/m，這就實(shí)現(xiàn)了海水向淡水的轉(zhuǎn)變。3.5％鹽度的海水經(jīng)過(guò)均相離子交換膜電滲析處理，再輔以適當(dāng)?shù)暮筇幚恚涂蛇_(dá)到直飲水標(biāo)準(zhǔn)。”山東省海洋化工科學(xué)研究院副總工程師傅榮強(qiáng)博士近日表示，該院研發(fā)的均相離子交換膜電滲析法海水淡化技術(shù)，生產(chǎn)1噸淡水僅耗電2.5千瓦時(shí)，電滲析法必高能耗的情況將被改變。該成果目前已獲5項(xiàng)發(fā)明專利。

傅榮強(qiáng)表示，海水淡化是解決水資源短缺問(wèn)題的重要手段，目前采用最多的是反滲透法。不過(guò)，其核心技術(shù)產(chǎn)品反滲透膜由美國(guó)、日本等國(guó)家生產(chǎn)，他們對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖。電滲析法海水淡化早在20世紀(jì)60年代就有研究，但因電耗過(guò)高（生產(chǎn)1噸淡水，電耗在15～20千瓦時(shí)），目前國(guó)內(nèi)外僅有少量企業(yè)在用。左右電滲析法海水淡化電耗的關(guān)鍵在離子交換膜和隔板。為此，山東省海洋化工科學(xué)研究院研發(fā)出了均相離子交換膜，其電阻僅為此前所用膜的1/10～1/5，并將隔板厚度從原來(lái)的1.5毫米減少到0.5毫米，膜和隔板的電阻大幅下降，進(jìn)而降低了電耗。

傅榮強(qiáng)指出，將該院開(kāi)發(fā)的成果用于電滲析法海水淡化，并對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化后，較反滲透法具有明顯優(yōu)勢(shì)。反滲透法生產(chǎn)1噸水需要4千瓦時(shí)電，均相膜電滲析法僅需2.5千瓦時(shí)電，用膜成本可大幅降低；反滲透法需70個(gè)大氣壓以上的操作壓力，電滲析法僅需要2個(gè)大氣壓的壓力；反滲透法的設(shè)備及管路需要承受高壓、海水腐蝕，對(duì)材質(zhì)要求高，出現(xiàn)故障后設(shè)備維修困難，成本較高，普通的高分子材料即可達(dá)到電滲析法使用要求，而且維修簡(jiǎn)單易行。

在膜材料的研發(fā)方面，該院走在了全國(guó)前列。該項(xiàng)目針對(duì)海水淡化應(yīng)用，合成了多種單體，并經(jīng)一系列聚合反應(yīng)和功能化反應(yīng)制備了陰陽(yáng)離子交換膜。離子交換膜電阻低、選擇性高，并耐有機(jī)污染和化學(xué)清洗，各項(xiàng)性能均達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平，已被列入國(guó)家《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》，并獲得國(guó)家“863”計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品、國(guó)家火炬計(jì)劃等項(xiàng)目支持，是科技部確定的6個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)之一。

傅榮強(qiáng)表示，該院正在與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)，將均相離子交換膜的電滲析海水淡化應(yīng)用瞄向海島、艦艇、酒店的淡水需求。該項(xiàng)技術(shù)同樣可以進(jìn)行苦咸水淡化，且電耗優(yōu)勢(shì)將更明顯。今后，隨著膜及設(shè)備生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高，其生產(chǎn)成本還有較大的下降空間。

目前，該院位于濰坊濱海開(kāi)發(fā)區(qū)的生產(chǎn)線正在進(jìn)行設(shè)備安裝和調(diào)試，年底將投入生產(chǎn)。投產(chǎn)后年可生產(chǎn)離子交換膜10萬(wàn)平方米。