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麻省理工学院的工程师们开发了一种基于冲击波的水脱盐工艺

<p>研究人员说,新的海水淡化方法可用于清洁水力压裂或水力压裂产生的污染水</p><p>这里显示的是压裂水的压力坑麻省理工学院的化学工程师开发了一种有效的基于冲击波的工艺来处理咸水,咸淡水或污水使其可用随着清洁饮用水的可用性成为世界上许多地方日益迫切的问题,研究人员正在寻找新的方法来处理咸水,咸水或受污染的水,使其可用现在麻省理工学院的一个团队已经出现采用创新方法,与大多数传统的海水淡化系统不同,不会将离子或水分子与过滤器分离,过滤器可能会堵塞或沸腾,从而消耗大量能量</p><p>相反,系统在流动的流动中使用电驱动冲击波水,将咸水推向水流的一侧,将淡水推向另一侧,使两水容易分离这种新方法在“环境科学与技术快报”杂志上发表,在化学工程和数学教授Martin Bazant,研究生Sven Schlumpberger,本科学生Nancy Lu和前博士后Matthew Suss的论文中描述了这种方法“从根本上说是新的,不同的分离系统,“Bazant说,与大多数其他海水淡化或水净化方法不同,他补充说,这个离子和颗粒的”无膜分离“传统海水淡化系统中的膜,如使用反渗透或电渗析的那些,是“选择性障碍”,Bazant解释说:它们允许水分子通过,但阻止盐中较大的钠和氯原子与传统的电渗析相比,“这个过程看起来很相似,但它根本不同,”他说,新的图表过程显示了如何在流过多孔水的咸水中产生冲击波(红线) dium,在容器的每一侧施加电压到膜(绿色)冲击波将盐离子推离到流动的一侧,在另一侧留下淡水,在那里它可以分离出来在新的过程中,称为冲击电渗析,水流过多孔材料 - 在这种情况下,由微小的玻璃颗粒制成,称为玻璃料 - 膜或电极将多孔材料夹在每一侧当电流流过系统时,咸水分为盐浓度耗尽或浓缩的区域当电流增加到某一点时,它会在这两个区域之间产生冲击波,使溪流急剧分开,并允许新鲜和咸水区域被一个简单的物理屏障隔开</p><p>流动的中心“它会产生非常强烈的梯度”,Bazant说尽管系统可以在多孔材料的每一侧使用膜,Bazant解释说,水流过那些膜,而不是通过它们这意味着它们不容易受到污染 - 过滤材料的堆积 - 或由于水压导致的降解,如传统的基于膜的海水淡化,包括传统的电渗析“盐不需要通过一些东西,“Bazant说带电的盐粒子或离子,”只是向一边移动,“他说,几年前斯坦福大学的胡安·圣地亚哥小组发现了产生盐浓度冲击波的潜在现象</p><p>但是这一发现涉及使用微型微流体装置进行实验而没有流动的水,并未用于从水中去除盐,Bazant说,他目前正在斯坦福大学休假</p><p>相比之下,新系统是一个连续的过程,使用流经廉价多孔介质的水,应该相对容易扩大海水淡化或水净化“这里的突破是工程[一个实践[系统],“Bazant说,一种可能的应用是清洗水力压裂或水力压裂产生的大量废水这种污染的水往往是咸的,有时含有微量的有毒离子,所以找到一种实用而廉价的方法清洁它是非常需要的这个系统不仅可以去除盐,还可以去除各种其他污染物 - 并且由于电流通过,它也可以对流进行消毒 “电场非常高,因此我们可以杀死细菌,”Schlumpberger说,这项研究既产生了实验过程的实验室演示,又产生了理论分析,解释了该过程的原理,Bazant说下一步是设计一个可以通过实际测试的放大系统至少,这个过程与大规模海水淡化的反渗透等方法不具竞争力但是它可以在污染水的清理中找到其他用途,Schlumpberger说他补充说,与其他一些海水淡化方法不同,这个方法需要很少的基础设施,因此对于在偏远地区使用的便携式系统,或者在风暴或地震破坏供水的紧急情况下,它可能是有用的Maarten Biesheuvel,一个主要的科学家</p><p>没有参与这项研究的荷兰水技术研究所表示,这项工作“对于wa领域具有非常重要的意义海水淡化它为海水和咸水资源(如地下水)开辟了一系列新的海水淡化可能性“Biesheuvel补充说,这个团队”显示了一个全新的设计,在同一个通道中,离子在不同的区域之间分离区域...我希望这一发现将成为学术领域的一大亮点......看看这项技术从单个细胞到数千个细胞堆叠的升级是否可以实现而不会出现过度问题将会很有趣“这项研究得到了麻省理工学院能源倡议,Weatherford国际,美国 - 以色列双边科学基金会和SUTD-MIT研究员项目出版物的支持:Sven Schlumpberger等人,”冲击电渗析的可扩展和连续水去离子化“,环境科技信函,2015年; DOI:101021 / acsestlett5b00303资料来源:

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