海淡浓盐水的新出路：用于混凝土的 3D 打印
文摘
科学
2024-03-11 19:02
英国
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作为海水淡化过程中产生的一种潜在副产物或废物，浓盐水价值化研究正在进行之中，可用作混凝土加速剂，用于混凝土的 3D 打印。NEOM 是在沙特阿拉伯西北部从头开始建设的一个新地区，旨在推动解决世界上最紧迫的问题。NEOM 的主要目标之一是开发和实施大规模的水资源短缺和污染解决方案，最大限度地降低水资源成本并消除浪费。NEOM 旗下的水务和能源公司 ENOWA 正在领导这项工作，并汇集了能源和水务领域的世界顶尖专家，共同推进基础设施的开发、投资和突破性技术的测试。
ENOWA正在与国际领先组织合作，设计使用最具前瞻性技术的基础设施。这些水利基础设施的建设采用了可再生能源技术和循环经济原则，海水淡化将与盐水处理相结合，到 2030 年，100% 的废水循环利用和资源回收将实现零液体排放 (ZLD)，无环境径流。最近成立的 ENOWA 水创新中心 (WIC) 主要致力于开发应用研究项目，为 ENOWA 的战略计划和目标提供支持。作为海水淡化、智慧水技术、海水开采和先进污水处理领域的卓越中心，WIC 致力于开发减少浪费、回收资源、促进环境和财政可持续发展的解决方案，开发和管理新理念和新技术。ENOWA 战略的核心是实施循环经济模式，将海水淡化产生的浓盐水等副产品作为资源进行重新估值。海水淡化厂和工业生产过程中产生的浓水含盐量很高。将其排放到水生或陆生栖息地会对这些栖息地的环境造成负面影响。WIC的一个项目建议将浓盐水作为混凝土促进剂再利用，用于生产可 3D 打印的混凝土。在混凝土中添加促进剂，可以提高混凝土的硬化、凝结或硬化速度，含有促进剂的混凝土比普通混凝土凝结速度更快。根据促进剂的类型、剂量和温度，凝结时间通常会缩短一到两个小时。用于加速的典型化学品有硝酸钙、亚硝酸钙、甲酸钙和铝化合物。ENOWA 的创新方法是将浓盐水用作混凝土促进剂，与水混合，形成一个包含两种可泵送复合材料的系统：一种是使用低浓度盐水的波特兰水泥（硅酸盐水泥），另一种是使用浓盐水的波特兰水泥。浓盐水是两股盐水的混合物。最终产品的抗压强度适合用作结构和艺术应用的建筑材料。这项技术目前正在接受验证，测试工作正在进行，以确定最佳的混合方案，然后再推广到工业规模。合成盐水是根据 NEOM 盐水加工厂提供的盐水流的质量平衡计算制备的。这样做的目的是以可持续的方式处理海水淡化过程中产生的副产品盐水，并通过采集盐水中的矿物和金属，优化开发。这些盐水流的成分被认为最适合用于 3D 打印混凝土 (3DPC)。合成浓盐水用作混凝土促进剂，合成低浓度盐水用作混凝土搅拌水。制备不同浓度的盐水，主要限制因素是所用盐的饱度点。不同浓度的盐水是通过改变每种盐水中的盐分含量来实现的。此外，还测试了不同浓度的盐水，浓度的变化是通过用自来水稀释实现的。使用盐水的 3D 可打印混凝土为盐水的有效利用提供了一种新的解决方案，并有可能彻底改变海水淡化和建筑行业。此外，这种新颖的应用还能减少水泥的使用、减少浪费、降低二氧化碳排放并促进可持续发展。根据 IndustryArc 的《2021 年市场报告》，在快速城市化和建筑业的支持下，预计到 2026 年，全球混凝土促进剂市场规模将达到 15 亿美元。对盐水混凝土促进剂的财务评估表明，它的生产成本比传统促进剂低 10-40%，是一种财务上可行且对环境负责的替代产品。Brine – building the blocks to a successful circular economyhttps://www.thesourcemagazine.org/brine-building-the-blocks-to-a-successful-circular-economy/
