使用混合海水淡化技术为水资源短缺做准备

清洁的水对人类生存至关重要。但是，只有不到 3% 的淡水可以用作饮用水。根据世界气象组织发布的一份报告，全球约有 10 亿人的饮用水短缺，预计到 2050 年将增至 14 亿人。

海水淡化技术，利用海水生产淡水，可以解决水资源短缺的问题。在韩国科学技术研究院 (KIST)，由水循环研究中心的 Kyung Guen Song 博士领导的一个研究小组开发了一种混合膜蒸馏模块，该模块将太阳能与水热热泵相结合，以减少热能消耗在海水淡化过程中。他们的结果发表在能源转换和管理上。

反渗透和蒸发法是比较常见的海水淡化工艺;然而，这些方法只能在高压和高温下运行。相比之下，膜蒸馏法利用流动的原水和被膜分离的处理水之间的温差产生的蒸汽压来生产淡水。这种方法具有能耗低的优点，因为可以在低于大气压的 0.2-0.8 bar 的压力和 50-60℃ 的温度下产生淡水。然而，大规模操作需要更多的热能。因此，需要进行研究以减少商业运营中热能的使用。

膜蒸馏涉及同时的质量和热量(能量)传递。根据应用于膜处理水侧产生蒸汽压差的模式，它分为直接接触膜蒸馏(DCMD)和气隙膜蒸馏(AGMD)，这是驱动力。对于高能量供给，通过将高温原水和低温处理水直接接触膜表面(即DCMD)来生产水的方式是有利的。相反，对于低能量供应，如果通过气隙而不是原水和处理水之间的直接接触来减少传递的热量(热损失)，则效率会更高。因此，通过在冷表面上冷凝产生水并在膜和冷凝表面之间保持气隙的模式(即，

KIST 研究团队通过为期一个月的现场测试开发了一种混合海水淡化技术，以比较使用太阳能和水热热泵的系统性能和经济性。当系统与太阳能并行运行时，与仅使用水热热泵的膜蒸馏方法相比，产量增加了 9.6%，能源使用减少了 30%。此外，根据太阳能的存在对热能消耗的比较表明，当使用太阳能作为额外的热源时，膜蒸馏装置过程的效率提高了 17.5%。

宋博士说：“我们开发的混合海水淡化技术可以被认为是一种向一些工业园区和面临缺水的岛屿地区供水的方法，因为它可以减少产生淡水所需的能源消耗。我们希望这项技术能够成为适用于年太阳辐射量是韩国1.5倍的中东和东南亚重要供水设施。”

他补充说：“膜蒸馏不受原水水质的显着影响，因此可以向原水水质因水污染而严重污染的地区和重金属检测高的地区供应饮用水。”