上月末，美国能源部宣布向国家水创新联盟(NAWI)提供1亿美元的研究经费，以领导一个能源-水淡化中心。Meagan Mauter，土木和环境工程副教授，是NAWI的研究主任。
Meagan Mauter，土木与环境工程副教授。(图片来源:Meagan Mauter提供)
这个为期五年的项目将研究和开发具有成本竞争力和节能的技术，为从农业到城市饮用水的各种最终用途淡化非传统水源。这个项目中的“脱盐”比从海水中脱盐要广泛得多。它包括去除工业废水和污水中的污染物——其中许多是盐化合物——以及其他来源。
NAWI由劳伦斯伯克利国家实验室的彼得·菲斯克领导，包括4个能源部国家实验室，19所大学和10个行业合作伙伴。在这里，Mauter解释了这个非常大的潜在的变革性的项目将如何运作，以及斯坦福大学在这项工作中的作用。
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纳维希望在未来几年实现什么目标?
我们认为，循环用水经济对保障美国的供水至关重要。我们的10年目标是开发技术，使90%的非传统水源能够以与传统水源相同的成本和能源强度进行再利用。我们的团队已经确定了分布式海水淡化和再利用的六个关键技术障碍，这将推动该中心的研究议程。
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要打开的东西太多了。让我们从“循环用水经济”开始。“那是什么意思?”
我们今天的水系统大部分是线性的:提取淡水，处理到一个统一的标准，使用，处理废水和处置。这种方法在20世纪的背景下非常成功，当时人口中心更小，工业用水需求与水的可获得性更好，淡水含水层更丰富。今天的现实与以往不同。正如我们在加州所看到的，我们在干旱地区有大量的人口增长，在积雪和枯竭的含水层中自然储水较少。
虽然规模经济和沉没的基础设施成本意味着大型市政系统将留在大多数地区，但在这种传统模式下，许多非传统的水源没有得到充分利用。利用这些资源,含盐地下水卤水(水高度集中与盐化合物)电厂、石油生产、盐碱含水层用来封存二氧化碳,造纸厂和饮料和食品加工——我们需要技术,将使我们能够改变一个线性经济陷入循环的水我们减少淡水资源的废水通过重用。
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为什么你的解决方案要分散和模块化?
分布式水基础设施系统的关键特征之一是，每个水源都略有不同。因此，与其设计一个大型的、定制的中央水处理工厂，我们希望提供一个水处理单元，它的功能就像厨房电器一样。好的，一个大的厨房用具。不过，严肃地说，我们设想的是批量生产的预制水处理系统，可以搭配使用，提供灵活的水处理解决方案。这将使我们保持处理和重复使用的水尽可能本地。
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如何将工业废水转化为一种可与传统水源竞争的水源?
工业废水管理的大部分成本和能源强度实际上是通过管道或卡车运输废水。对于工业用水的分布式利用尤其如此，例如在石油和天然气开发或农业废水处理中，用户既要支付淡水来源费用，也要支付废水处理费用。
我们的战略是通过开发具有成本效益的分布式处理和再利用技术，大幅减少水运。即使每加仑的处理费用稍微高一些，这些费用也会被降低的运输费用和同时提供清洁水所抵消。
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所有的研究都将由目前的NAWI合作伙伴进行吗?
我们将公开征求与NAWI任务相关的早期研究的建议。能源部特别要求我们将研发工作集中在2-4级技术准备阶段的研究上，这主要是将基础研究转移到早期试验阶段。
这是一个令人兴奋的技术发展阶段，我们的努力将集中在这方面，因为它将利用学术界、国家实验室和工业界的各种技能。我对利用国家实验室的先进建模、合成和表征设备完成这项重要任务感到特别兴奋。其中包括斯坦福大学的SLAC国家加速器实验室，尽管它不是国家实验室的创始单位之一。
为这一努力作出贡献的人员和资产越多样化，纳维实现其宏伟目标的可能性就越大。
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斯坦福大学有几名教职工从事与水再利用相关的工作。你认为斯坦福大学的研究人员在纳威的研究中扮演了重要的角色吗?
斯坦福绝对会是一个重要的合作伙伴。我很高兴能在这样一所致力于可持续发展和环境的大学，以及在这样一个高度重视解决水危机的州指导这项研究。我9月初刚到斯坦福大学，所以我还在了解各种各样的科学团体，我希望能参加这个中心。
话虽如此，我在土木和环境工程领域有许多出色的同事，他们研究水再利用解决方案已经有一段时间了。例如，ReNUWIt能源研究中心非常关注促进水再利用的城市基础设施系统。此外，Codiga中心已经成为研究与城市水回用相关的科学和工程挑战的巨大平台。但这只是斯坦福大学水相关研究的皮毛。
另外，我非常希望在水务行业工作的斯坦福校友——无论是在大公司还是初创企业——加入NAWI，他们可以在我们的网站上开始这个过程。
麦根·莫特(Meagan Mauter)也是斯坦福大学伍兹环境研究所的中心研究员。授予纳维的奖项是美国能源部2018年10月宣布的“水安全大挑战”的一部分，目的是满足全球对安全、安全和可负担的水的需求。
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新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.stanford.edu/2019/10/17/qa-new-sources-water-desalination-research/