@ 2015.08.05 , 13:00

水深火热:加州大旱,饮海止渴

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在西半球最大的脱盐厂,工人在2,000个压力容器面前搬动管道,这些容器通过反渗透把海水变成淡水。 加州卡尔斯巴德 / GREGORY BULL/AP

枯萎掉整个西海岸的旱灾颇有诗人塞缪尔·泰勒·柯勒律治的黑色幽默:水,水,水,这里到处都是水——字面意义上的水的海洋——但你不能喝咸水也不能用它浇地。脱盐在技术和经济上的障碍曾经是无解的,但现在,雪峰完全木有了,水库变成小水洼,圣地亚哥金坷垃总部的工程师们正准备架起一处十亿美元的脱盐设备,足够供应30万饥渴人民的生活需要。

脱盐技术在五十年代商业化,主要有两种途径:蒸馏(制造白酒刘程的变种),加热海水并收集不含盐的蒸汽,再重新冷凝回液态;反渗透,用高压使水通过薄膜,在膜一侧得到淡水,另一侧留下盐卤。

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根据国际脱盐协会,现在有三亿人通过脱盐取得部分用水。在大旱国家如沙特阿拉伯、以色列和澳大利亚,以及不怎么下雨的热带岛屿,脱盐非常重要。

几十年来,美国环保主义者都反对脱盐。他们担心巨大的海水进水管会杀死鱼苗和其它微观海洋生物。而且所有脱出的盐总要有地方去;这些环保者也担心盐卤排放还会杀死大鱼。但脱盐厂排放方式的改变——更不用提旷日持久的干旱——正在迫使很多加利福尼亚社区重新考虑他们的反对立场。

在封存闲置23年后,圣巴巴拉的工厂即将重新运行。坎布里亚在200年11月开张了95亿美元的脱盐厂,蒙特雷县则批准了用“大气水发生器”(就像卢克·天行者的欧文叔叔在塔图因用的那种)向一些商务和工业园区供水。

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一旦建成,圣地亚哥的新脱盐厂将从附近发电厂抽取冷却水稀释来自海水的盐卤。/ 波塞冬水业

但据该私营项目开发者波塞冬水业发言人Scott Maloni说,圣地亚哥新建的西半球最大的大型脱盐厂,并不是对新近淡水危机的回应。它在1998年就已首次提案,公司从那时起一直在处理许可和财务方面事项。

Maloni说:“圣地亚哥98%的水只能从北加利福尼亚或科罗拉多河进口。南加州是个干旱地区,并且气候科学家们说,在未来这种旱纪元还会更严重、更频繁。即使明天就下雨,我们还是需要厂子。”

Maloni说脱盐水正在慢慢变便宜。现在用于除去海水盐分和水垢的聚酰胺尼龙膜寿命更长了——能用上七年而不是三四年就跪了——而且因为技术进步,例如能提升工艺效率的新型陶瓷压力交换器,现在用较小的压力就能把水压过薄膜。

该开发商正在圣地亚哥以北约35英里的卡尔斯巴德燃气火电站旁边建造脱盐厂。这样他们就能利用发电厂的冷却水来稀释盐卤排放。经过几轮处理除去海盐和细菌,水会朝内陆方向输送10英里抵达一条水道,在那里加入圣地亚哥县水务局的系统。到2020年,脱盐水应该占据总供水量的7%。

即使工艺流程有了技术改进,脱盐水的成本还是现有进口水的两倍。圣地亚哥纳税人在未来30年内不得不每月额外多支出5至7美元来填补差价。

这些成本如果能持续下降当然是极好的。在麻省理工,Rohit Karnik的团队在研究用石墨烯制备单层薄膜,各类科学领域都希望用这种几乎二向性的碳基材料改变世界。石墨烯比聚酰胺更强韧,遇到用于水处理的氯时不会分解,而且还有吞吐量更高、能耗更低的潜力。身为机械工程师的Karnik说:“如果我们想在性能上出现飞跃,就必须寻找其它材料。我们才刚开始制造这些薄膜,要真正了解其潜力还要好几年。”

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与此同时,圣地亚哥也许能从远古大海里挤出几滴水来解一下渴。

本文译自 Wired,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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