预测中的废水污染 尝试一把太阳伞


来源:   时间:2020-01-07 18:26:36


在许多行业中,蒸发池通常用于处理废水,蒸发池占地几英亩,占地大,并经常对鸟类和其他野生动植物构成风险。但是,它们是处理污染水的一种经济方法,因为它们利用了阳光下的自然蒸发,可以将大量的脏水减少为更少量的固体废物。www.bizleader.cn

预测中的废水污染 尝试一把太阳伞

现在,能源部劳伦斯·伯克利国家实验室(Berkeley Lab)的研究人员已经展示了一种利用太阳能并利用水的固有特性使蒸发速率增加一倍的方法。由伯克利实验室科学家Akanksha Menon和Ravi Prasher领导的这项研究今天在《自然可持续性》杂志上进行了报道。

蒸发池用于发电厂,海水淡化厂,石油和天然气工业,也用于锂提取,其中将富含锂的盐水抽入巨大的人造盐池中。它们在气候适宜的中国,澳大利亚,欧洲,中东和美国部分地区(干旱或半干旱,日照充足的国家)很常见,这些池塘的大小可达到数百个足球场的大小。领域,其中许多并排。

专家Prasher表示:“这是我们要解决的一个大社会问题。要处理废水或提取有价值的盐(如锂),您希望以可扩展的方式显着提高蒸发速率。”在热能领域也担任伯克利实验室能源技术领域的副主任。“如果我们能这样做的话,可以通过减少所需土地的数量来减少对环境的影响。”

为了最大程度地从工业废水和淡化盐水中回收水,人们一直在努力实现“零液体排放”,以便最终废物为固体。该过程涉及一系列处理步骤,最后一步通常是蒸发池。伯克利实验室博士后研究员梅农(Menon)指出,已经提出了许多想法来利用太阳能来加快蒸发速度。

她说:“过去五年中已经发表了几篇论文。”“由于蒸发是一种表面现象,因此大多数涉及像黑色海绵一样漂浮在水面上的吸收日光的结构,以使热量局部化。”

不幸的是,这种多孔结构往往被试图分离的污染物所堵塞。梅农说:“因此,随着时间的流逝,浮动吸收器的性能急剧下降。”“有时候,盐会粘在表面上,并反射而不是吸收阳光。”

改变太阳光的波长

伯克利实验室的研究人员正在寻找可以避免此类问题的解决方案。梅农说:“我们发现,如果看看水的性质,它在中红外波长范围内具有很强的吸收能力。”“如果将中红外光照射到水上,它会强烈吸收水,从而将所有热量保留在非常薄的一层中。”

该团队决定制造一种他们喜欢的“辐射变压器”的设备,该设备从400至1,500纳米范围内的日光中吸收能量,并将其转换为中红外范围内的3,000纳米或更大。

伯克利实验室的科学家在实验室中使用饱和食盐溶液演示了这一概念。在他们的实验中,他们的原型设备使蒸发速率比自然蒸发提高了100%以上。他们补充说,通过优化散热设计,有可能使蒸发量增加160%。

他们的光热装置是一种平板,可以在一侧选择性地吸收太阳能,而在另一侧则发出中红外能量。该装置位于蒸发池中水面上方,就像一把雨伞一样。梅农说:“一个地点可能有许多这样的太阳伞,很可能坐在帐篷柱上,离水约一英尺左右。”

研究人员指出,这种太阳伞还可以在海水淡化厂中发挥作用,海水淡化厂正在成为全球不断增长的用水需求的解决方案,但副产物(浓盐水)的处置仍然是一个问题。伯克利实验室领导国家水创新联盟(NAWI),该联盟于今年早些时候被能源部授予了价值1亿美元的能源-水淡化中心。

Prasher说:“如果要进行大规模海水淡化,最大的挑战之一就是如何提出可扩展的技术。”“这可能是一种高度可扩展的零液体排放技术,该技术不需要任何能量,因为它基于太阳能。”

普拉舍尔说,车队接下来要追求两个方向。首先是对脱盐工厂的锂提取和零液体排放进行技术经济分析,以更好地了解成本。第二个目的是考虑用聚合物或其他材料制成设备,以进一步降低成本。

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