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清华学子访问以色列理工学院参观拉宾海水淡化实验室
清华大学“太一生水”以色列水资源管理调研支队 尚佳艺 / 时间:2019-08-16 10:59:49

  据水利宣传微信公众平台2019年8月13日讯 作为世界上海水淡化技术最好的国家,以色列拥有250家水科技企业,是世界上拥有水处理企业最多的国家。8月5日,13名清华大学学子在温庆博教授带领下组成“太一生水”以色列水资源管理调研支队走访了以色列理工学院。
  为了更好地了解以色列全国的海水淡化产业,“太一生水”支队是于当地时间8月5日上午9时许访问的以色列理工学院。拉斐尔·塞米亚特(Raphael Semiat)教授接待了大家,并以讲座和实验室参观的形式,为大家开启了探寻海水淡化前沿研发领域的行程。


清华学子访问以色列理工学院参观拉宾海水淡化实验室

拉斐尔·塞米亚特(Raphael Semiat):化学工程系的教授、拉宾海水淡化实验室的主任、以色列海水淡化协会主席。研究领域着重于海水淡化技术,包括膜处理、膜污染等相关内容。


  首先,拉斐尔教授为大家先容了以色列理工学院的历史与成就。以色列理工学院奠基于1912年,于1924年招收第一批学生。作为世界排名前十的科技研究型大学,以色列理工学院致力于创造常识,发展人力资本和领导力,有多名教授获得诺贝尔奖;学院在纳米科技、太空和工业工程、干细胞、水资源管理、生物科技以及医学等领域备受外界肯定。拉斐尔教授所在的化工系,每年的毕业生有将近10%就业于水环境相关领域,致力于海水淡化技术的发展和创新。
  讲座的第二个主题是海水淡化技术。2025年,世界缺水的人口数预计将由2004年的150万人增长到300万人。而以色列正处于干旱区域的中央,淡水的极度缺乏迫使人们进一步探索海水淡化技术。海水淡化技术主要分为热法和膜法两大类,目前主要应用的是:离子交换、电透析、反渗透、蒸馏等方法;其它方法有:太阳能蒸馏器、冷冻、利用可再生能源等,而这些方法没有得到应用的主要原因是成本过高。


清华学子访问以色列理工学院参观拉宾海水淡化实验室

反渗透海水淡化膜


  拉斐尔教授为大家详细先容了反渗透法海水淡化的原理和过程。反渗透法(RO技术)主要依据“渗透压”的原理,它是利用选择性半透膜,根据半透膜两侧的渗透压大小,去除海水中盐类、小分子酸、醛等有机物和胶体得到淡水。具体过程为:低压泵给水后进行海水预处理,然后将水通过高压泵压入特制膜组件内,进行过滤;但高压泵的能源在一次使用过后会有大量剩余,为了不浪费能源,同时设置了能量回收装置,将一次过滤后的水集中后再次高压过滤;最后将处理后的水排入成品罐当中,并进行后续处理,即得到成品水,这种高质量的水产量可以达到50%。


清华学子访问以色列理工学院参观拉宾海水淡化实验室

拉宾海水淡化实验室


  接着,大家来到了Rabin(拉宾)海水淡化实验室(Rabin Desalination laboratory,简称:RDL)。该实验室成立于1996年,是为了纪念以色列已故总理伊扎克·拉宾而命名的,RDL专注于海水淡化的科学、技术、工程和管理研究。在这里,大家实地观察了很多RO系统的专业设备,同时,对膜组件实体的进一步观察、分析让大家对渗透膜过滤海水的过程有了更具体的了解。
  拉斐尔教授告诉大家,这种渗透膜的设计使用年限为7年,但由于膜的性能优越、质量高,使用该种膜的Ashkelon海水淡化厂13年才进行一次更换。


清华学子访问以色列理工学院参观拉宾海水淡化实验室

拉斐尔教授带领参观实验室


  第三个环节,回到会议室,大家又在拉斐尔教授的讲解中了解了更多关于能源与环境的议题。在能源方面,蒸馏法淡化海水所需能源大约为650千瓦小时/立方米,RO系统则大约为3.5千瓦小时/立方米,RO系统明显更具优越性;同时,将海水淡化厂与发电厂建在一起,利用电厂的低价电力和废热蒸汽淡化海水也能提高能源利用率、降低海水淡化成本和减轻环境污染。在环境方面,RO系统的净化能力相对于其它海水淡化技术来说更强,经过二次处理后的污水对环境的影响也相对最小,虽然预处理阶段所产生的Fe离子对环境的影响也是一个不容忽视的话题,但就综合因素来看,RO系统确实是最佳选择。


清华学子访问以色列理工学院参观拉宾海水淡化实验室

临别前,“太一生水”以色列水资源管理调研支队队员们与拉斐尔教授合影


  最后,考虑到团队人数较多,拉斐尔教授贴心地带大家来到最大的学生餐厅,帮助大家解决了午餐问题。

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