海水淡化重大突破：治海淡反渗透不是好药方-第2页-北极星水处理网

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说来遗憾，自从1950年代有了可工业化应用的离子交换膜技术后，只是主要地用在了用电驱动的电渗析领域，比如离子膜法烧碱的生产，以及少量的用在了用浓度差驱动的扩散渗析领域，比如废酸、废碱的回收。本来，海水中的异物不过是些也有用也有价值的离子，况且数量也不是很多，按个数论，只有~1%。利用离子膜交换技术，依据等价交换原则，一种物质的正电离子和另外一种物质的正电离子，一个负电离子和另外一种负电离子在膜的两侧互相交换赎买，不动刀枪，海水淡化就不是像现在这样的暴力强迫水分子和盐分子互相拆散的行为，所谓杀敌一千自损几百了，而是文明的离子间的以物易物的文明交易行为。通过浓度差驱动的，也不是很费劲的离子膜交换，让海水里原来舒舒服服赖着不走的那些懒汉离子替换为喜欢离开水分子出来走走逛逛的阴阳离子。在元素周期表里，为了彻底地解决海水淡化问题，让海水成为大众的宝物，上苍恰恰给我们准备了一套唯一的一阴一阳两个离子。当他们阴阳交会之时，就是双飞之刻，留下淡淡的海水。

俄国化学家门捷列夫于1869年就发明了元素周期表，如何这两个阴阳离子一直就没有走出来显摆?一方面，这两个阴阳离子其实是排在元素周期表的背面的，只有翻过周期表才能看的到的，好比照镜子，需要看到镜子后面的影像。他们分别是由一个氮原子和4个氢原子所组成的铵离子，和由一个碳原子和3个氧原子组成的碳酸根离子。另一方面，还是因为离子交换膜多事，人造的东西，总是不完美的。比方说阳离子交换膜，它只让带正电的阳离子来回通过它满身的细小孔洞，这个事情做的很出色，很少有差错。为了适应目前电渗析方面的需要，阳离子膜生出来的时候大多数本身是强酸性的，虽然也有弱酸性的，不酸不碱中性的姐妹，强酸性强大到使其孔洞附近的水分子发生水解离成为氢阳离子和氢氧根阴离子。随之而来的问题是，当浓浓的铵离子发起进攻，准备透过阳离子膜与对面海水中为数并不多的阳离子进行交换时，铵离子首先碰到的是已经在膜孔洞中守株待兔的氢离子和氢氧根离子，并且氢离子和铵离子即刻进行位置交换，顿时使铵离子失去和海水中阳离子如钠、钾离子的交换能力。接下来更惨，铵阳离子还会被氢氧根阴离子所吸引，转化为氢氧化铵分子，氢氧化铵在水里憋不住，几经挣扎，一部分就分解成为水和臭臭的由一个氮原子和3个氢原子组成的氨气。也算是由多原子组合而成的离子所具有的一种缺陷，条件谈不好，可以自行分解而罢工。站在膜的旁边，你会发现，这根本就不是什么海水淡化，而是铵离子的自杀，留下了氢离子，冒出氨臭，和处在一间比较正规的厕所里的味道差不多。不排除这么些年来，也有人尝试过这样的海水淡化，但结果都是和进了一趟厕所一般，也就放弃了。现在，既然知道了这些来龙去脉，采用弱酸性或中性的阳离子膜，或者将铵离子放在碱性的溶液中，膜的孔洞中氢离子几乎绝迹，铵离子也就比较老实，去干正经的海水淡化的事情了。也许，这就是传说中的抠出盐分子的勺子和工具了。也是解决含酸、碱、盐类工业无机废水的一个有效的工具。

如果把海水淡化的困难看成是一种病，其病根应该是且仅仅是海水中的那一点点的盐不挥发也不沉淀，死皮赖脸的赖在水里，治这个病，现在是可能开错了反渗透这个药方了。好比从中国到印度，非得爬过喜马拉雅山的方法就是有病的了。错误的方法导致了一系列的后遗症，如淡化后的水质偏酸性需要调制，高能耗，一半的浓盐水排放喂鱼也害死鱼，需要能量回收装置增加了系统的复杂性，高压下膜易污染，高压泵难制造问题。而通过离子交换膜技术，通过等价交换，常温常压不用电渗析，轻松低能耗地让浓碳酸铵溶液中的铵阳离子与海水中的阳离子互换，碳酸根阴离子与海水中的阴离子互换，在不知不觉中，海水即转变为只含1%的挥发性的碳酸铵分子，相当于是把躲在99粒黄豆中的那粒砂子变成了一只更大的会飞的气球了。海水淡化也就转变成为简单的减压或催化挥发析出仅仅1%碳酸铵分子的问题，与渗透法透过99%的海水分子相比，能耗必然低的多，同时，海水中的矿物质自然地得到浓缩，方便后续的结晶提取，产生大量有价值的副产品。另外，其中的浓溶液碳酸铵可以一直不停地循环往复回收再用，没有浪费和理论消耗，如同电冰箱里的氟利昂，循环工作。由此，海水淡化将成为一个可盈利可创造社会财富的好事。

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