新加坡正在測試一種全新的海水淡化預處理方法，有望將預處理過程中的能耗降低一半。
在圖亞斯（Tuas）進行的一項試點研究正在評估由日本企業 Meiden 開發的陶瓷膜技術，是否能夠取代目前用於去除海水中污染物的三階段預處理工藝。
國家水務局（PUB）表示，如果該技術被證明可靠且具有成本效益，最終可能會在新加坡所有的淡化廠中推广部署。
從海水到飲用水
在海水轉化為飲用水之前，需要經過多個階段的處理。
在正式的淡化過程之前，必須先去除污垢、海藻和油脂等污染物，以防止它們堵塞或污染後續處理中使用的膜。
目前，這一預處理過程分為三個階段。而正在測試的新系統旨在利用陶瓷膜將這三個階段合併為一個更緊湊的步驟。
「這項技術將使我們節省 50% 的海水預處理能耗，」PUB 首席工程與技術官 Gurdev Singh 博士表示。
「這使我們能夠以更少的能耗和更小的占地面積，生產出與目前同樣高質量的水。」
這種更緊湊的系統還可以減少海水預處理所需的空間。
此次試點由 PUB、Meiden 新加坡公司以及新加坡國家研究基金會（NRF）共同協作完成。
位於圖亞斯的大規模示範工廠於 6 月開始試運行，將運行約六個月，以評估其穩定性和節能潛力。
該工廠共配備 24,000 片陶瓷膜，每天可為下游處理工藝提供高達 600 萬加侖的過濾水。
陶瓷膜的工作原理
在該系統中，海水流經多孔陶瓷膜片。每片膜內的通道將水抽過陶瓷材料，從而將污垢、海藻和油脂等污染物截留在表面。
過濾後的水隨後進入處理過程的下一個階段。
雖然陶瓷膜並非新發明，但此次試點旨在測試這種特定的配置是否能在極高產能下可靠運行。
PUB 還在研究該系統在海水條件惡化（包括海藻暴發或原油泄漏）時的應對能力。
Meiden 表示，陶瓷膜比傳統的聚合物膜更堅固，能夠在極具挑戰的海水條件下繼續運行。
「即使海中出現海藻暴發，當水到達膜表面時，我們可以防止海藻污染膜表面，從而確保過濾水的清潔，」Meiden 新加坡公司董事 Niwa Terutake 博士說道。
「在海藻粘附在膜上後，我們可以使用化學清潔劑進行清洗，從而維持原有的運行狀態。」
PUB 表示，陶瓷膜的耐用性有助於增強新加坡水處理工藝的抗干擾能力。
「面對氣候變化以及海上突發事件，持續增強處理工藝的韌性對我們來說變得越來越重要，」Gurdev 博士表示。
前期成本較高但壽命更長
陶瓷膜的安裝成本高於目前使用的聚合物膜，但 Meiden 表示，其更長的使用壽命可以抵消較高的前期支出。
陶瓷膜的使用壽命約為 20 年，而目前水處理中使用的聚合物膜僅為 5 到 7 年。
Meiden 預計，額外的初始成本將在約十年內回收，此後該系統將在剩餘的運行壽命中產生經濟效益。
除了新加坡，該公司還計劃將該技術擴展到中東地區，因為那裡的許多國家同樣由於淡水資源有限而嚴重依賴海水淡化。
對於 PUB 而言，此次試點是其在加強新加坡水資源供應韌性的同時，減少產水能耗和土地占用的一項更廣泛努力的一部分。
「我們將繼續尋找可以規模化、轉化並應用於實際操作中的創新技術，以確保新加坡在未來擁有一個更可持續、更具韌性的水供應系統，」Gurdev 博士總結道。
