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快速處理水中的鉛

瀏覽:1? 時間:2022-05-04 22:45:52

    麻省理工學院的工程師開發了一種新方法來去除水中的鉛或其他重金屬污染物,他們說這種方法比目前使用的任何其他系統都更節能,盡管還有其他正在開發的系統接近。最終,它可用于處理家庭水平的鉛污染供水,或處理來自某些化學或工業過程的污染水。
新系統是基于六年前同一研究小組成員初步發現的一系列應用中的最新系統,最初開發用于海水或微咸水的淡化,后來適用于從核電冷卻水中去除放射性化合物植物。新版本是第一種可能適用于處理家庭供水以及工業用途的方法。
    去除鉛的最大挑戰是它通常以極小的濃度存在,遠遠超過其他元素或化合物。例如,飲用水中鈉的濃度通常為百萬分之十,而鉛的濃度僅為十億分之幾就具有劇毒。Alkhadra 解釋說,大多數現有工藝,例如反滲透或蒸餾,都會立即去除所有東西。這不僅需要比選擇性去除更多的能量,而且會適得其反,因為鈉和鎂等少量元素實際上是健康飲用水所必需的。
    新方法是使用稱為沖擊電滲析的過程,其中使用電場在輸送受污染水的管道內產生沖擊波。沖擊波將液體分成兩股流,通過調整沖擊波的特性以匹配目標離子,選擇性地將某些帶電原子或離子拉向流動的一側,同時在另一側留下相對純凈的水流. 然后可以使用管道中的機械屏障輕松分離出含有濃縮鉛離子的流。

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    原則上,這使得該過程更便宜,Bazant 說,因為你投入進行分離的電能實際上是在追求高價值目標,即領先。你沒有浪費大量的能量去除鈉。 因為鉛的濃度如此之低,去除這些離子不需要很多電流,所以這可能是一種非常劃算的方法。
    該過程仍然有其局限性,因為它僅在小實驗室規模和非常低的流速下得到證明。擴大該過程以使其適用于家庭使用需要進一步研究,而更大規模的工業用途將需要更長的時間。但巴贊特說,對于一些基于家庭的系統來說,它可能會在幾年內實用。
    例如,供水受到嚴重鉛污染的家庭可能在地窖中有一個系統,該系統可以緩慢處理水流,將無鉛水填充到水箱中,用于飲用和烹飪,同時留下大部分水未經處理,用于沖廁所或澆灌草坪等用途。這種用途可能適合作為密歇根州弗林特等地的臨時措施,那里的水主要被分配管道污染,需要很多年才能通過更換管道進行修復。
    該過程還可以適用于某些工業用途,例如采礦或鉆井作業中產生的清潔水,以便可以安全地處理或再利用處理過的水。在某些情況下,這也可以提供一種回收污染水的金屬的方法,但如果將它們分離出來,實際上可能是一種有價值的產品;研究人員說,例如,一些此類礦物可用于加工半導體或藥品或其他高科技產品。
    Bazant 說,很難直接比較這種系統與現有方法的經濟性,因為在過濾系統中,成本主要用于更換過濾材料,這些材料很快就會堵塞并變得無法使用,而在該系統中,成本主要用于持續的能量輸入,非常小。他說,此時沖擊電滲析系統已經運行了幾個星期,但現在估計這種系統的實際壽命還為時過早。
    將這個過程開發成可擴展的商業產品需要一些時間,但從技術角度來看,我們已經展示了如何做到這一點,Bazant 說,主要問題將在經濟方面,他補充道。這包括找出最合適的應用程序并開發滿足這些用途的特定配置。對于如何擴大規模,我們確實有一個合理的想法。所以這是一個擁有資源的問題,他補充說,這可能是一家初創公司而不是學術研究實驗室的角色。

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