图:李欢钊 文:陆婷煜
在20世纪50年代,科学家们开始对膜分离现象进行深入研究。当时,全球面临着水资源短缺和水质污染的问题,传统的水处理方法在效率和效果上存在一定的局限性。随着对膜材料和膜结构的研究不断深入,以及对压力驱动下的物质分离机制的理解逐渐清晰,反渗透技术应运而生。在这样的大背景之下,常州大学怀德学院学生团队依托学校的支持,针对反渗透技术展开研究,并将其运用到海水淡化中去。
团队成员研究的反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术的核心构件,其原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。
通过研究,团队成员设计出一套完备的工艺流程,首先将海水引入处理流程,海水作为初始原料,进入了填充了不同种类和粒度的过滤介质的多介质过滤器,有效去除海水中较大颗粒的杂质、悬浮物以及部分有机物。经过多介质过滤器处理后的海水,接着流入精密过滤器。精密过滤器采用更精细的过滤材料,进一步过滤掉海水中残留的微小颗粒和杂质,为后续的处理步骤提供更纯净的进水。随后,海水在高压泵的作用下被加压。高压泵为海水提供足够的压力,使其能够克服反渗透系统的阻力。加压后的海水进入反渗透系统。反渗透系统中的反渗透膜具有特殊的选择性透过性能,在压力的驱动下,只有水分子能够通过膜,而海水中的其余物质则被阻挡在膜的另一侧。最终,通过反渗透膜的水分子形成产水,即得到了纯净的水。
随着科技的不断进步,反渗透技术也在不断创新和发展。团队成员正在努力提高反渗透膜的性能,延长其使用寿命,并降低运行成本。我们相信,未来反渗透技术将在更多领域得到广泛应用,为解决全球水资源短缺和水质污染问题做出更大的贡献。
相信在不久的将来,常州大学怀德学院的团队成员会推动反渗透技术引领水处理领域的发展,为人类创造更加清洁、安全的水资源环境。