青岛科技大学“海川科技”双创团队开创海水淡化新时代
随着人口急剧增加和工农业规模不断扩大,全球范围的淡水资源供需矛盾日益激化。为了缓解水危机,各国政府纷纷提出了经济、循环利用淡水资源的政策。虽然这些“节流”政策可以缓解这一危机,却不能从根本上解决问题。目前,非常规水资源的高效利用及资源化是从根本上缓解淡水资源危机的最有效途径之一,而如何实现海水资源的综合利用是亟待解决的关键问题。具体来讲,海水中可利用的资源不单只有水资源,其中如锂离子等高附加值资源也是其重要的组成部分。因此,开发集淡化、离子选择性富集及资源化为一身的综合水处理技术对于保障饮用水可持续供应及特种离子资源化意义重大。
青岛科技大学材料学院“海川科技”创新创业团队成员颜耀东、沈薛恺睿、郑亚琳在刘勇副教授的指导下,通过设计水流在法拉第型电极内部流动(Flow-through)的方式,构建新型Flow-through 电化学去离子系统:相对传统Flow-by体系,Flow-through体系流场分布更加均一,减少了因不均匀流速造成的泰勒分散以及电极-隔膜异质性造成的流体动力分散,从而有助于改善体系传质,提升去离子速率。
基于此技术“海川科技”团队开发了一款集材料、电子信息等先进技术为一体的现代化海水淡化系统,其基本原理涵盖材料学、环境学、电子信息学等学科,是一款继闪蒸技术、反渗透技术之后的又一海水淡化技术,其有望替代现有的海水淡化技术。
与现有技术相比“海川科技”团队研发设备具有低能耗、低成本、无污染、处理速率快、海水利用率高等特点。其设计的基本原理是电容去离子技术,团队成员在进行了大量实验的基础上,优化了以往电容去离子技术(CDI)动力学能力不足的问题, 实现了由科研阶段到应用生产的转化。与反渗透技术海水淡化设备相比,年产万吨级设备每年可节约成本 54.7%。
青岛科技大学“海川科技”团队解决了我国目前海水淡化领域成本能耗高,水利用率低,存在二次污染问题三大痛点。使去离子处理效率提高70%,能耗降低30%以上,节约淡化成本54.7%以上,同时处理过程不产生任何二次污染。为解决我国海水资源利用问题提供了一套开创性的解决方案,有效推动了海水淡化的规模化产业化运用。