2023中国家庭全屋用水行业高峰论坛全速记（4）

　　主持人：感谢鲍总的精彩演讲，请您稍事休息。更好的利用铜资源不仅可以延长产品的使用寿命，还能更低碳环保。年少时我们有畅游太空的梦想，随着我国航天技术的发展，这个梦想并不是那么遥不可及了。从1992年9月21日到2022年6月5日，历经30年,中国载人航天事业迎来了空间站建成时刻,完成几代航天人的梦想。在这个摘星揽月上九天之际，我们不禁想发问，航天人在太空上是如何生活的?他们日常用水饮水是来源于哪里呢?接下来让们掌声有请中国科学院国家空间科学中心研究员、博士生导师、中国航天科普大使 – 刘勇教授上台为大家演讲“空间站上的净水过程”!

　　年少时我们有畅游太空的梦想，随着我国航天技术的发展，这个梦想并不是那么遥不可及了。从1992年9月21日到2022年6月5日，历经30年,中国载人航天事业迎来了空间站建成时刻,完成几代航天人的梦想。在这个摘星揽月上九天之际，我们不禁想发问，航天人在太空上是如何生活的?他们日常用水饮水是来源于哪里呢?中国科学院国家空间科学中心研究员、博士生导师、中国航天科普大使刘勇教授为大家演讲“空间站上的净水过程”!

中国科学院国家空间科学中心研究员、博士生导师、中国航天科普大使 刘勇教授

　　坦率的讲,我作为中国航天科普大使,是因为我比较会讲，比如我说“太阳像油炸冰淇淋”，大家都会觉得很奇怪,太阳是个火球,表面6000度,温度已经很高,但是周围大气温度更高,可以到几万、十几万，甚至到了百万度，就像把一个冰球丢在油锅里一样。

　　在宇宙中有各种各样的极端场景，有很多未知等着我们探索，今天是“世界航天日”，在1961年4月12日，加加林，人类历史上第一个太空人、第一个宇航员，不仅登上太空，而且在太空中环绕地球转了一圈，他的故事让我很感慨，他是装在一个金属球里3天，而且当时没有办法让那个球跟他一起平安落在地面，他是在几千米的高空跳伞，所以他穿过了层层阻碍。我说所有上天的人都是提着脑袋上天的，而加加林尤甚。

　　他本来在莫斯科南部郊区着落，本来落在以南400公里的地方，相当于本来要落到大兴，结果落到了山东和江苏的交界处。

　　太空中那么凶险，但是太空的生活令人神往，所有的航天员在太空中飘着，这是一种失重现象，有的人对这个事很怀疑，说航天员离地球并不比我们远多少，高的也就400公里，为什么他会失重呢?很多人玩过蹦极，或者电梯突然往下落的过程，这时候觉得身体飘起来了，脚好像踩不到地了，这就是失重，简单来说就是加速往下掉的过程。在太空中，航天站是绕着地球转圈，总是往地球落，但总是落不到地球上，这也是为什么女航天员头发都特别有意思，她们的头发总是往上飘着。

　　太空中还有一个很有趣的，翟志刚老师在地面上的颜值可以跟刘德华或者黎明相媲美，但是我们看翟志刚老师到了太空中，你们想起了谁?范伟是吧?翟志刚老师上了天之后就变成范伟了。翟老师听到我这个说法估计要到我们单位告状了。就是人的体验会被上升，因为人本来在地面的时候习惯重力，重力把身体往上拉，人体自动产生机能，让体液往上升，让脑部保证足够的供血。这个过程在太空中没有了重力，但是往上的力依然存在，所以翟志刚老师就变成范伟了。刚开始上去时几天特别不适应，经过一段时间以后，这个现象会稍微有些缓解。

　　太空中宇航员要克服失重，身体要对抗这些环境，所以我们更要给他们供给好的食物、好的水，每个宇航员每天大概要喝3升的水。这样算下来，180天，每人就要500多升的水(半吨水)，3个人1.5吨。太空的运力是非常紧张的，虽然我们的航天器有能力把水送上去，我们也不能这么干，这是一方面。另外一方面，在空间站中我们本来就是做实验，看看他们能不能在空间站中长期生活，比如要飞去火星，我们没法给他补水，所以我们只能让他们喝循环水，这就是所谓的再生水。

　　我大概看了一下相关文献，这套方式可以说是很多地面的系统都可以用的，这套方式的核心分两部分，前面一部分对尿液进行处理，把大部分杂志去掉，变成跟洗澡水差不多，含有少量有机质，再通过这套系统把洗澡水处理成可以喝的水。简单来说，第一步下来，这个水勉强卫生了，到第二步，最后洗澡水处理以后可以达到欧空局一类饮用水的标准，比咱们日常用的自来水要干净得多得多。

　　其实有一次中国女航天员王亚平老师做采访，她还不好意思，说他们上去的时候，前面一波人说“我们给你们留了很多再生水”，他们有一句话是这么说的：“我今天喝的咖啡，就是我明天喝的咖啡，也是我后天喝的咖啡。”这个水是不停循环的，所以叫“再生水”。但是问题是经过这套系统处理后，他们的水比我们平时用的自来水要干净得多。这套系统地面上很多地方用得到，最核心的是电渗析，除了水分子以外，大部分杂质是带电的，所以我们可以给它加个电压，带正电荷的往这边跑，带负电荷的往那边跑，中间把水流出去，就实现了纯净水。

　　但是这里有一个问题，前面两步是干什么的?第一步是加氢氧化纳，加这个过程也很好理解，因为有一些离子，比如钙离子、镁离子，否则加了电以后这些东西很容易变成沉淀物把水管道堵塞，所以要先把这部分重离子消耗去掉，然后第二步是硝化，硝化的作用有点像人体的消化功能，把大的有机分子变成小分子，比如把大的氨基酸，甚至有的可能是蛋白质，分解成小的氨基分子。经过这个过程，再经过电渗析就可以完成尿液处理变成像洗澡水一样。洗澡水净化的核心是日常生活采用的反向渗透膜技术，这些技术都是在日常的净水过程中经常用到的。

　　所以原理就是这样，效果是经过这套系统之后，水变成可能跟矿泉水一样的品质。这套系统最大的好处是可以把这些沉淀物收集起来，是很好的肥料，可以用来种花种草，是很好的材料，在空间上也可以实现食物的自给自足。这是一种方法。

　　但是中国的空间站用的这个蒸馏，把水烧开了之后，水蒸汽导出去，剩下的东西流下来，这个过程特别简单，要把水蒸气导到冷凝管里，进行冷却就可以变成可饮用的饮用水了。但这个过程在空间站上有个巨大问题，需要太多能量、太多热量了，空间站就那么几块太阳能电池板，还要供那么多人生活，供那么多仪器站，所以我们后来把它进行了改进，改进的过程叫“蒸汽加压分流”，跟刚才的原理差不多，无非就是把前面这个加热，把后面这个蒸汽变得热，然后这个冷凝的过程也按开始低温的这个液体进行冷凝。大家可以看到，这个过程就是我们从这里把水注进去，而后通过这个地方就相当于冷凝管，这里给它加热，重新运到管道里，管道里再回来到这个地方，这两个应该是分开的，就是用这个最后需要净化的水对它进行冷凝，需要净化的水又获得加热。这个过程就能很好实现节能，但这个过程并不能把所有的水全部还原。像苏联宇航员上天时效率只有70%左右，现在能够达到80%左右，换句话说，现在1升的尿可以产生0.8几升的水。

　　地面上这个设备很大，像阿拉伯国家海水净化工厂也用类似的装置，所以在太空中，每一步都要精确的控制它的能量、精确的控制它的质量，就像把一些不干净的水最后能够成功的通过各种各样的方式变成纯净水一样。

　　今天我也非常高兴参加净水论坛，我也希望每一个人都能够喝上优质的水。

　　谢谢大家。