新加坡正在测试一种全新的海水淡化预处理方法，有望将预处理过程中的能耗降低一半。
在图亚斯（Tuas）进行的一项试点研究正在评估由日本企业 Meiden 开发的陶瓷膜技术，是否能够取代目前用于去除海水中污染物的三阶段预处理工艺。
国家水务局（PUB）表示，如果该技术被证明可靠且具有成本效益，最终可能会在新加坡所有的淡化厂中推广部署。
从海水到饮用水
在海水转化为饮用水之前，需要经过多个阶段的处理。
在正式的淡化过程之前，必须先去除污垢、海藻和油脂等污染物，以防止它们堵塞或污染后续处理中使用的膜。
目前，这一预处理过程分为三个阶段。而正在测试的新系统旨在利用陶瓷膜将这三个阶段合并为一个更紧凑的步骤。
“这项技术将使我们节省 50% 的海水预处理能耗，”PUB 首席工程与技术官 Gurdev Singh 博士表示。
“这使我们能够以更少的能耗和更小的占地面积，生产出与目前同样高质量的水。”
这种更紧凑的系统还可以减少海水预处理所需的空间。
此次试点由 PUB、Meiden 新加坡公司以及新加坡国家研究基金会（NRF）共同协作完成。
位于图亚斯的大规模示范工厂于 6 月开始试运行，将运行约六个月，以评估其稳定性和节能潜力。
该工厂共配备 24,000 片陶瓷膜，每天可为下游处理工艺提供高达 600 万加仑的过滤水。
陶瓷膜的工作原理
在该系统中，海水流经多孔陶瓷膜片。每片膜内的通道将水抽过陶瓷材料，从而将污垢、海藻和油脂等污染物截留在表面。
过滤后的水随后进入处理过程的下一个阶段。
虽然陶瓷膜并非新发明，但此次试点旨在测试这种特定的配置是否能在极高产能下可靠运行。
PUB 还在研究该系统在海水条件恶化（包括海藻暴发或原油泄漏）时的应对能力。
Meiden 表示，陶瓷膜比传统的聚合物膜更坚固，能够在极具挑战的海水条件下继续运行。
“即使海中出现海藻暴发，当水到达膜表面时，我们可以防止海藻污染膜表面，从而确保过滤水的清洁，”Meiden 新加坡公司董事 Niwa Terutake 博士说道。
“在海藻粘附在膜上后，我们可以使用化学清洁剂进行清洗，从而维持原有的运行状态。”
PUB 表示，陶瓷膜的耐用性有助于增强新加坡水处理工艺的抗干扰能力。
“面对气候变化以及海上突发事件，持续增强处理工艺的韧性对我们来说变得越来越重要，”Gurdev 博士表示。
前期成本较高但寿命更长
陶瓷膜的安装成本高于目前使用的聚合物膜，但 Meiden 表示，其更长的使用寿命可以抵消较高的前期支出。
陶瓷膜的使用寿命约为 20 年，而目前水处理中使用的聚合物膜仅为 5 到 7 年。
Meiden 预计，额外的初始成本将在约十年内回收，此后该系统将在剩余的运行寿命中产生经济效益。
除了新加坡，该公司还计划将该技术扩展到中东地区，因为那里的许多国家同样由于淡水资源有限而严重依赖海水淡化。
对于 PUB 而言，此次试点是其在加强新加坡水资源供应韧性的同时，减少产水能耗和土地占用的一项更广泛努力的一部分。
“我们将继续寻找可以规模化、转化并应用于实际操作中的创新技术，以确保新加坡在未来拥有一个更可持续、更具韧性的水供应系统，”Gurdev 博士总结道。
