不斷發(fā)展的海水淡化工業(yè)為世界干旱的沿海地區(qū)生產(chǎn)飲用水和農(nóng)業(yè)用水。但它也產(chǎn)生了大量高濃度鹽水廢棄物，常見(jiàn)的解決方案是將這些廢棄物傾倒回大海中進(jìn)行處置，這一過(guò)程需要昂貴的泵送系統(tǒng)，并且必須小心管理以防止破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)。現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的工程師說(shuō)他們找到了更好的方法。

這項(xiàng)新的研究表明，通過(guò)一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的過(guò)程，廢物可以轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)物質(zhì)，包括可以使海水淡化過(guò)程本身更有效的化學(xué)物質(zhì)。

該方法可用于生產(chǎn)氫氧化鈉等產(chǎn)品，氫氧化鈉（又稱(chēng)苛性鈉）可用于對(duì)進(jìn)入海水淡化廠(chǎng)的海水進(jìn)行預(yù)處理。改變水的酸度有助于防止含鹽水對(duì)過(guò)濾膜的污染，這是造成很多反滲透海水淡化廠(chǎng)運(yùn)行中斷和發(fā)生故障的主要原因。

在JournalNature Catalysis發(fā)表的論文和另外兩篇論文中，麻省理工學(xué)院科學(xué)家Amit Kumar、機(jī)械工程學(xué)教授John. H. Lienhard V以及其他幾位科學(xué)家對(duì)這個(gè)概念進(jìn)行了闡述。Lienhard是水和食品科學(xué)教授，也是Abdul Latif Jameel水和食品系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的主任。

Kumar談到氫氧化鈉說(shuō)：“海水淡化行業(yè)本身會(huì)使用了很多氫氧化鈉，工廠(chǎng)需要花錢(qián)購(gòu)買(mǎi)這種化學(xué)品。因此，如果可以在海水淡化工廠(chǎng)就地生產(chǎn)，就可能是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。“工廠(chǎng)本身所需的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于鹽水可以產(chǎn)生的總量，所以它也可以成為一種可銷(xiāo)售的產(chǎn)品。

利用廢鹽水不僅可以生產(chǎn)氫氧化鈉，還可以通過(guò)適合的化學(xué)處理方法生產(chǎn)鹽酸。鹽酸是海水淡化廠(chǎng)和許多其他工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程常用的另一種重要化學(xué)品，其可用于海水淡化廠(chǎng)部件的清洗，也可廣泛用于化學(xué)品的生產(chǎn)和作為一種氫源。

現(xiàn)在，世界上每天通過(guò)海水淡化可以生產(chǎn)超過(guò)1000億升（約270億加侖）的水，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生幾乎相同量的濃鹽水，其中大部分被排放回到海水中。按照目前的法規(guī)要求，工廠(chǎng)需要安裝昂貴的排污系統(tǒng)以確保鹽充分稀釋后才能排放到海水中。因此，轉(zhuǎn)化鹽水在經(jīng)濟(jì)上和生態(tài)上都是有益的，特別是當(dāng)脫鹽市場(chǎng)規(guī)模在世界范圍內(nèi)繼續(xù)快速增長(zhǎng)的時(shí)候。“使用現(xiàn)有技術(shù)可以控制鹽水排放，確保環(huán)境安全，但能夠從鹽水中回收資源并減少鹽水的排放量就更好了，”Lienhard說(shuō)。

這種將鹽水轉(zhuǎn)化成有用的產(chǎn)品的方法使用眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)方法，包括先使用納濾去除不良化合物，接下來(lái)使用一級(jí)或多級(jí)電滲析生產(chǎn)所需的終端產(chǎn)品。盡管提出的這種工藝并不新穎，但研究者已經(jīng)分析了利用這種工藝從鹽水中生產(chǎn)有用化學(xué)品的可能性，并提出了可以轉(zhuǎn)化為商業(yè)運(yùn)營(yíng)的專(zhuān)用的產(chǎn)品生產(chǎn)方式，以提高海水淡化工藝的經(jīng)濟(jì)可行性，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響。

Kumar介紹說(shuō)：“將這種濃鹽水轉(zhuǎn)化為有用的商品是雙贏(yíng)的，因?yàn)檫@種極濃的鹽水必須小心處理，以保護(hù)海洋中的生物，將其排放到海水中需要耗費(fèi)能源，更是一種資源浪費(fèi)。氫氧化鈉是一種無(wú)處不在的化學(xué)物質(zhì)，麻省理工學(xué)院的每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有一些，所以找到它的市場(chǎng)并不困難。”

研究人員已經(jīng)與可能感興趣建設(shè)這樣一個(gè)樣版工廠(chǎng)的公司探討了這一概念，以幫助他們核算該生產(chǎn)工藝的經(jīng)濟(jì)可行性。Kumar表示，“一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)是成本，包括電力成本和設(shè)備成本”。

他說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)還在繼續(xù)研究從鹽水中提取其他低濃度物質(zhì)的可能性，包括各種金屬和其他化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)可以使鹽水處理成為一項(xiàng)更加經(jīng)濟(jì)可行的工作。

澳大利亞昆士蘭大學(xué)水處理教授Jurg Keller說(shuō)：“這種繼續(xù)進(jìn)行深入研究的做法和我的想法不謀而合，我們的目的就是建議開(kāi)發(fā)這樣的技術(shù)以支持更多終端用戶(hù)進(jìn)行'本地化'或'分散式'的生產(chǎn)這些化學(xué)品，這樣做的優(yōu)勢(shì)是可以降低能源消耗和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本，因?yàn)檫@些化學(xué)品的高濃度和運(yùn)輸往往會(huì)增加運(yùn)營(yíng)成本，甚至比實(shí)際生產(chǎn)常用濃度的這些產(chǎn)品需要更高的能耗。”

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