反渗透净水技术——由海鸥引发的 “饮水革命”

 

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从海鸥饮水得到启发

    1950年,美国科学家DR.S.Sourirajan无意中发现,海鸥在海上飞行时会从海中汲取大口海水,几秒钟后,又会吐出一小口出来。

      DR.S.Sourirajan觉得很奇怪,因为根据常识,用肺呼吸的动物是无法饮用高盐度海水的。

      那为什么海鸥就可以饮用海水呢?

       DR.S.Sourirajan设法将海鸥带回了实验室,经过解剖和仔细研究后发现,原来海鸥体内有一层非常精密的薄膜,海鸥吸入海水后在体内进行加压,水分子在压力的作用下通过渗透膜被转化为淡水,而含有杂质和高浓度盐分的海水则被吐出体外。

      DR.S.Sourirajan认为,这一发现将成为人类改善饮水质量的重大突破。通过不断的研究和改进,最终建立了如今反渗透净水技术的基本理论框架。

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在工业应用中诞生RO膜的最初模型

       在完善理论框架的同时,DR.S.Sourirajan也在努力研究这一原理的工业化应用。

       1953年,佛罗里达大学将这一理论应用于海水淡化以去除盐分。

        1960年,随着该理论在工业应用中研究的深入和影响力的逐步扩大,美国联邦政府决定投入4亿美元(约合现在30亿美元)作为反渗透膜技术的研究经费。在巨额财政支持和众多科学家的不懈努力下,诞生了反渗透膜的最初模型。

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阿波罗登月计划的“大功臣”

       1961年4月12日,苏联宇航员尤里•加加林乘坐东方1号太空船起飞,成为第一个进入太空的地球人。这一壮举极大地刺激了美国,并加深了美国人在太空竞赛中落后的恐惧。

        1961年5月25日,美国第35任总统约翰·肯尼迪明确向美国国会提出 “在20世纪60年代末之前将美国宇航员送上月球”的目标,这一目标给美国科学家带来了巨大压力。

       在美国阿波罗登月计划不断推进期间遇到了许多难题,太空宇航员的饮水问题就是其中之一。因为根据相关数据统计,阿波罗登月计划的人员和设备的总需水量达到了6吨以上!

       而重量是航天系统中对发射和运行成本产生很大影响的关键因素之一,每增加一斤重量,发射成本可能就要多增加一百万美元,更不用说数以吨计的水了。

      如何通过提纯废水、洗涤水和尿液来获得更多的太空饮用水成为了航天计划的攻关难题。

     一旦这个问题得到解决,不仅可以大大减少航天飞船的运载负担,更重要的是可以降低高额的运营成本,增加航天成功的可能性。

     于是反渗透膜技术很快被引入并应用于航空航天领域,而在当时,该项技术被美国宇航局列为绝密等级专利。

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一只海鸥引发的“饮水革命”

       在航天领域得到成功应用后,反渗透净水技术逐渐被应用于美国潜艇、航母和战舰,将海水直接制成饮用水。美国人甚至将反渗透净水技术誉称为“体外肾脏”。

       随着越来越多的学者和专家的参与,反渗透膜技术得到进一步完善和突破,人类的饮水难题也随之被攻破。

        中国在20世纪90年代初开始引进反渗透净水技术,首先将其应用于战舰和潜艇,并在 1992年建立了一座反渗透水厂,在保证民众饮水安全的同时,也为外国来宾提供饮用水。

       从海鸥到反渗透膜技术再到反渗透净水器,反渗透膜在民用净水上的应用,历经了数十年的努力,才逐步走向了大众市场和千家万户。

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