方舟

　　人類發(fā)明水井是一個(gè)劃時(shí)代的革命，雖然水井在人們的生活中經(jīng)常被忽視。水井只是一長(zhǎng)串水技術(shù)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，卻使社會(huì)持續(xù)發(fā)展到今天。如今，先進(jìn)的管道網(wǎng)絡(luò)和水處理技術(shù)為生活、生產(chǎn)提供了便捷。但是全球水資源仍面臨巨大的壓力，人們將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向水技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)新。21世紀(jì)，有一些新興水技術(shù)可以幫助人們解決水資源短缺的問(wèn)題。

　　納米過(guò)濾

　　根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，全球每年有160萬(wàn)人死于腹瀉，這是因?yàn)槿狈Π踩娘嬘盟?，以及基本衛(wèi)生設(shè)施落后。印度的研究人員已經(jīng)提出使用納米技術(shù)的水凈化系統(tǒng)來(lái)解決這個(gè)長(zhǎng)期的問(wèn)題。

　　該技術(shù)使用復(fù)合納米顆粒，從水中去除微生物、細(xì)菌和其他物質(zhì)，復(fù)合納米顆粒會(huì)釋放出能夠破壞污染物的銀離子?！拔覀兊墓ぷ骺梢哉壬！庇《锐R德拉斯理工學(xué)院的費(fèi)勞帕·彼德普教授說(shuō)，“每年只需2.5美元就可以為家庭提供微生物安全用水?！边@表明，低成本的水凈化可能出現(xiàn)，并且具有商業(yè)化的可能。

　　膜化學(xué)

　　人們能夠使用一種特殊的膜對(duì)水進(jìn)行過(guò)濾和凈化，這是現(xiàn)代水處理過(guò)程必不可少的一部分。用于過(guò)濾的膜孔可以只有10～20納米，比人類頭發(fā)絲還細(xì)3000倍。

　　雖然膜化學(xué)技術(shù)已經(jīng)存在多年，但它仍然是值得深度研究和開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目。“化學(xué)方法有助于創(chuàng)新水處理的解決方案，例如將咸水轉(zhuǎn)化為適合人類使用的淡水?！北泵赖诙蠡瘜W(xué)品生產(chǎn)和銷售公司巴斯夫公司全球水資源開(kāi)發(fā)負(fù)責(zé)人嚴(yán)尼克·弗維特說(shuō)。

　　最近，這方面研究取得了新突破，5年內(nèi)將咸水淡化的成本從每立方米1美元降低到0.5～0.8美元之間。新的陶瓷膜技術(shù)有助于將水處理過(guò)程變得更加便捷。

　　海水淡化

　　人們對(duì)海水淡化技術(shù)寄予厚望，但目前海水淡化的費(fèi)用昂貴，反滲透技術(shù)消耗大量能源，每立方米水約消耗4千瓦時(shí)的能量。

　　新加坡正在探索的一個(gè)解決方案。該國(guó)在2005年開(kāi)設(shè)了第一個(gè)海水淡化工廠，該工廠是一個(gè)生物仿生工廠，即模仿生物的過(guò)程來(lái)對(duì)海水進(jìn)行淡化，主要模仿紅樹(shù)林植物和廣鹽魚（可以生活在新鮮淡水或咸水中的魚）的生物過(guò)程，以將海水淡化的能量消耗降到最低。另一種新方法是使用增強(qiáng)水通道蛋白的仿生膜，嵌入細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)，選擇性地將水進(jìn)入或者排出細(xì)胞，同時(shí)阻斷鹽的出入。

　　新加坡公用事業(yè)委員會(huì)首席技術(shù)官亨利·賽安說(shuō)：“如果可以找到一種有效模仿這些生物過(guò)程的科學(xué)方法，那么海水淡化可能會(huì)產(chǎn)生新的解決方案。”

　　智能監(jiān)測(cè)

　　僅在發(fā)展中國(guó)家，每天在輸水管網(wǎng)中損失的水量大約為4500萬(wàn)立方米。輸水管網(wǎng)的“跑冒滴漏”不僅對(duì)供水公司來(lái)說(shuō)成本高昂，而且還會(huì)增加水資源短缺的壓力，并增加污染物滲入供水系統(tǒng)的可能性。

　　全球管網(wǎng)泄漏探測(cè)公司梅格公司業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)戴爾·哈特立表示：“當(dāng)多達(dá)60％的輸送水源下落不明時(shí)，投入數(shù)十億美元用于修建額外的水庫(kù)和水處理廠似乎不是明智之舉?！?/span>

　　新的監(jiān)測(cè)技術(shù)可幫助供水公司確保其龐大供水網(wǎng)絡(luò)的完整性。電子儀器，例如壓力和聲學(xué)傳感器等，可以實(shí)時(shí)無(wú)線連接到云監(jiān)控系統(tǒng)，將使公司能夠更快地檢測(cè)和查明輸水管網(wǎng)中的泄漏情況。

　　智能灌溉

　　世界上大約70％的淡水用于農(nóng)業(yè)。一些國(guó)家通過(guò)部署精準(zhǔn)的灌溉系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)算法和建設(shè)模型，采用更智能的方法進(jìn)行灌溉用水管理，已經(jīng)給本國(guó)農(nóng)民帶來(lái)好處。這種方法包含儀器和分析技術(shù)的創(chuàng)新，但這種創(chuàng)新根本上是因?yàn)樗季S方式的變化——強(qiáng)調(diào)測(cè)量和預(yù)測(cè)的重要性。國(guó)際商用機(jī)器公司智能水管理專家克來(lái)爾·何達(dá)克說(shuō)：“對(duì)于水行業(yè)而言，智能灌溉是一種新思維，與其他人習(xí)慣于投入新的工程一樣?！?/span>

　　污水處理

　　在城市中，即使是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，也不能保證對(duì)污水進(jìn)行充分處理。污水廢水經(jīng)常在未經(jīng)處理前就排放到河流、河口或被用作灌溉水源。

　　污水處理新技術(shù)有望將污水廢水轉(zhuǎn)化為能源或者生產(chǎn)飲用水。例如，有一種模塊化混合活性污泥消化器，能將污水廢水處理所需的能量降低一半。

　　移動(dòng)處理設(shè)施

　　隨著全球液壓行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)展，人們迫切需要一種能夠高度移動(dòng)的水處理設(shè)施。人們投資建設(shè)反滲透裝置，可以處理大量的水以提取其中的氣體，然后將處理后的水體注入地下。

　　密歇根大學(xué)環(huán)境工程與企業(yè)家教授彼德·安德斯說(shuō)：“隨著水處理設(shè)施新項(xiàng)目的研發(fā)成功，水處理行業(yè)將會(huì)產(chǎn)生連鎖效益?！彼a(bǔ)充說(shuō)，“隨著這些技術(shù)的發(fā)展，人們學(xué)會(huì)處理大量的水，我們將看到更便捷、更適合飲用的水處理系統(tǒng)，將擺脫大規(guī)模的集中型水處理系統(tǒng)?！?/span>