登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
将制备出的自加热的焦耳加热器与膜蒸馏过程结合,在膜表面直接加热高盐水获得的单程回收率高达100%,且能在高度腐蚀和离子化的环境运行。相关的研究成果《Frequency-dependent stability of CNT Joule heaters in ionizablemedia and desalination processes》发表于杂志《Nature Nanotechnology》上,通讯作者为加州大学河滨分校化学与环境工程学院的助理教授David Jassby,DOI: 10.1038/NNANO.2017.102
反渗透(RO)是海水淡化的实际标准技术,但是RO不能处理高渗透压的液体,如RO产生的废盐水等。这就需要用到热脱盐工艺了,如膜蒸馏(membrane distillation,MD),因为这些工艺对于盐度并不敏感。
在膜蒸馏中,在疏水膜两侧的热盐水和冷馏出物之间存在着温度梯度,驱动水蒸气透过膜,且阻止了液态水和溶解盐的通过。
这些高盐度的热盐水腐蚀性很高,需要耐腐蚀且昂贵的金属,如镍合金,来制备换热器。能否直接在膜/盐水界面提供水蒸发的热能?这样可以降低能量密度并简化基于膜蒸馏的脱盐材料选择和系统设计流程。
一层薄、多孔和导电的碳纳米管(下称CNT)膜沉积在膜表面,直接和盐水接触,可以作为焦耳加热器(joule heater)来驱动整个膜蒸馏脱盐过程。
虽然以前也有过相关的基于碳纳米管的焦耳加热器研究,但是大部分是应用于非离子化环境中,例如嵌入屏蔽介质(聚合物或玻璃)或用于空气中。在过去的研究中,直流电为这些CNT表面提供能量。
但是在可离子化介质中加热所需的较大电势会导致CNT膜的快速电化学降解,因此一个多孔的薄膜焦耳加热器元件就可以在高腐蚀性和可电离环境中正常工作,而不会阻碍膜材料本身性能的热变换驱动分离和催化过程。
当电流通过导体时,电子的动态能转变为热能,也就是焦耳热效应(joule heating effect)。以前报道中的薄膜焦耳加热器都是使用的诸如氧化铟锡、CNTs、金属纳米线等。广泛应用于玻璃除霜和热变色显示等。
相对来说,CNTs的低费用和能够形成导电多孔的膜让其成为热驱动分离脱盐过程中焦耳加热器的理想材料。
目前几乎所有报道的CNT焦耳加热器都是在低电离化环境中,应用的高电压(10-20 Vpp)并不能离子化周围的介质,才使得CNTs维持了它们的未定型和热转移性能。然而在如高浓度盐水等可离子化介质中,低阳极电位(<2Vd.c.)会让膜表面荷电、水裂解和快速降解。尽管聚合物涂层可以将CNT与环境屏蔽,但是这些涂层会阻挡多孔膜的结构,并在热CNT网格和流体之间形成一个额外的热障碍。
因此怎么样寻找到一种方法,既能防止CNT降解,同时维持CNT的多孔结构并最大化加热元件和流体之间的热传输。
作者报道了一种多孔薄膜CNT焦耳加热器的制备方法,能够稳定运行于高度可离子化环境中。通过为多孔CNT膜施加交流电,可以在高盐度的环境中长时间运行并没有降解。通过研究电化学阻抗谱(EIS),研究了交流电不同频率下CNT结构的稳定性,并用这些数据开发了一种捕获电子通路的等效电路,通过CNT结构和周围盐水作为功能频率。最后,课题组证明了高频的交流电可以用来加热CNT膜,产生在膜蒸馏过程或高浓度盐水脱盐过程中水/蒸汽界面所需要的热驱动力。
a)传统膜蒸馏过程:热盐水在疏水膜一侧流动,冷馏出液在另一侧流动,在膜两侧形成蒸汽压力差 b)直接表面加热的杂化膜蒸馏膜,由多孔CNT焦耳加热器和疏水多孔支撑组成,冷盐水在膜表面加热,驱动水蒸气通过疏水支撑进入馏出液中,使得溶解离子留下
用羧酸CNTs和PVA逐层喷涂的方法制备高度导电、亲水和多孔的薄膜,沉积在疏水多孔的PTFE膜支撑体上。测试了CNT膜在不同电场环境下的稳定性等性能。
制备出的CNT-PVA焦耳加热器证明可以在高度腐蚀和离子化的环境中直接加热,即使暴露于非常高的电势(20Vpp)的条件下也没有降解,用此焦耳加热器应用于膜蒸馏过程来对高盐卤水进行脱盐。完全荷电的双电层(EDL)的形成会导致电化学反应和CNT降解,且双电层和系统整体的阻抗和交流电的频率有密切关系。制备的CNT-PVA焦耳加热器应用于膜蒸馏过程中,在10 kHz条件下操作未降解,证明了在膜表面的直接加热料液获得的单程回收率(single-pass recovery)接近100%,超过了标准的膜蒸馏过程的理论最大预测值。开发的此种焦耳加热器对于处理高盐水具有很大的潜力,且能简化膜蒸馏系统设计,对于在活性、离子化环境中的大部分热驱动过程有极大的提升。此种装置可以和光电板等可再生能源耦合,减少碳足迹,增加技术的可持续性。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
2月27日,中国能建葛洲坝生态环保公司党委书记、董事长杨贞武与中国能建投资公司党委书记、董事长吴立成会谈。双方就深化环保水务、固废处理、土地整治等业务领域合作深入交流并达成共识。会谈现场杨贞武介绍了葛洲坝生态环保公司发展战略、市场布局等情况。他表示,公司聚焦“六全”领域,围绕“七网
经过长达一年半时间的技术交流,设计方案比选和激烈的市场竞争,最终,我司凭借着卓越的实力和不懈的努力,子公司--KWI法国公司与西班牙公用事业GSInima公司,在法国签订了Shuweihat四期独立海水淡化厂气浮预处理工艺包合同。气浮作为反渗透前段预处理工艺,处理能力为90万吨/天,为海水淡化厂核心设备
近日,碧水源、渤投水务、中电建中南院成功组建项目公司,共同建设“渤海新区黄骅市海水综合利用一体化工程项目”,总投资额超5亿元。该项目建设内容包括取排水系统、预处理系统、海水淡化系统、光伏及储能系统等设施,项目建设期2年,运营期30年。该项目设计植入光伏和储能系统,实现绿电制绿水,必将
11月26日,经过168小时满负荷平稳试运行,中国能建江苏电建一公司承建的蓬莱发电有限公司2*350兆瓦海水淡化EPC项目安装工程投运。该公司首次参建的海水淡化项目取得圆满成功。该项目位于山东省烟台市蓬莱区北沟镇聂家村北,建设日产1万吨的膜法海水淡化处理装置,供蓬莱公司生产、发电、供汽用水。项目
近日,自然资源部海洋战略规划与经济司发布《2022年全国海水利用报告》。《报告》显示,截至2022年底,全国现有海水淡化工程150个,工程规模2357048吨/日,比2021年增加了500615吨/日。其中,万吨级及以上海水淡化工程50个,工程规模2145428吨/日;千吨级及以上、万吨级以下海水淡化工程52个,工程规模
9月26日,碧水源与清华海峡研究院(下称“海峡院”)在北京签署合作协议。碧水源董事长、总裁黄江龙,海峡院工程物理产业促进中心主任黎祥银出席签约仪式,并进行座谈交流。黄江龙欢迎黎祥银一行到访,并介绍了碧水源的发展战略和业务情况。他表示,碧水源作为一家集膜材料研发、膜设备制造、膜工艺应
8月23日,中国能建葛洲坝生态环保公司与潍坊海赋能源集团有限公司签署战略合作协议。中国能建葛洲坝生态环保公司党委书记、董事长杨贞武与潍坊海洋发展集团有限公司党委副书记、副董事长、总经理,潍坊海赋能源集团有限公司董事长张祥伟见证签约并座谈。杨贞武介绍了葛洲坝生态环保公司发展战略和业务
摘要本发明提供的一种风冷式太阳能海水淡化装置,将冷凝面设置在加热面蒸发面上方,海水蒸发冷凝过程成为自发过程。利用烟囱效应解决蒸汽冷凝问题。风冷技术措施加速海水蒸发冷凝。海水管将海水从装置外输运到光热转换单元。光热转换单元将太阳能转换成热能并产生蒸汽。蒸汽管将蒸汽从光热转换单元输运
近日,碧水源旗下的北京碧水源分离膜科技有限公司再次中标舟山六横海水淡化厂换膜项目,这是继去年首批碧水源自主研制的海水淡化反渗透膜在该项目投入使用并验证了性能堪比进口产品后,双方的再次携手合作,将对我国沿海缺水城市生产“生命之水”的能源成本控制起到示范性作用。舟山作为国家海水淡化产
7月13日,中国电建所属山东电建三公司与ACWAPower签订沙特拉比格四期海水淡化项目。这是中国电建在沙特继拉比格三期,朱拜勒二期、3A海水淡化、3B海水淡化工程后,签订的第5个大型海水淡化项目。项目位于沙特红海沿岸拉比格市,采用100%反渗透海水淡化技术,日产水量60万立方米,主要为圣城麦地那供水
北极星水处理网获悉,7月3日,水利部官网发布《水利部国家发展改革委关于加强非常规水源配置利用的指导意见》,提出到2025年,全国非常规水源利用量超过170亿立方米;地级及以上缺水城市再生水利用率达到25%以上,黄河流域中下游力争达到30%,京津冀地区达到35%以上;具备条件的地区集蓄雨水、海水及海
近期,金科环境凭借其领先的水处理技术和丰富的国家级水处理项目经验,成功中标江苏常州江边五期及污水资源化利用工程的厂区污水处理超滤反渗透系统、河南洛阳关林水厂提标改造纳滤膜系统,这一双重成就既展现了业主对公司的高度信任,也充分彰显了金科环境在水处理领域的卓越实力。常州市江边五期及污
近日,自然资源部海洋战略规划与经济司发布《2022年全国海水利用报告》。《报告》显示,截至2022年底,全国现有海水淡化工程150个,工程规模2357048吨/日,比2021年增加了500615吨/日。其中,万吨级及以上海水淡化工程50个,工程规模2145428吨/日;千吨级及以上、万吨级以下海水淡化工程52个,工程规模
LG化学水处理是LG化学的一个部门,基于突破性的薄膜纳米复合材料(TFN)技术,生产NanoH20海水和苦咸水反渗透(RO)膜元件。TFN技术通过膜表面嵌入良性纳米材料来提高膜的性能,并在不影响脱盐率的情况下增加产水量。
摘要:本文从膜法工艺在垃圾渗滤液处理过程中的主要功能出发,结合本人在垃圾渗滤液项目中遇到的两个反渗透项目典型故障案例的实际情况进行了介绍,提出了垃圾渗滤液项目目前遇到的主要问题,并针对问题提出了改善方法。01垃圾渗滤液危害与膜法垃圾渗滤液处理特点垃圾渗滤液具有高浓度有毒有害物质,成
沙漠淌甘泉,碧水润民生。作为全球最大海水淡化EPC总承包商中国电建EPC总承包的全球在建最大反渗透式海水淡化项目,在水务行业“奥斯卡”的全球水奖中摘得“全球最佳海水淡化水厂”奖项,继去年沙特拉比格三期海水淡化工程后,中国电建再次荣获此奖项。近日,由全球水务行业最权威的国际水务机构GWI主
膜技术较传统污水处理技术在出水水质、占地面积、污泥产量等方面具有较强的优势,以反渗透膜为主的膜技术得到了许多国家的高度重视,在近几年得到了快速的发展和更广泛的应用。值此2023年第24届环博会之际,众多膜产品供应商携最新技术产品精彩亮相,全球海水淡化反渗透膜领域第一品牌LG化学也带着其具
沙特阿拉伯国际电力(ACWAPower)与全球供水公司(WaterGlobalAccess)签订了一项工业发展协议,旨在开发和推广水力射流脱盐(HID)技术。探索替代反渗透的方法在沙特达成协议后,一种新型热法海水淡化技术的开发工作正在被持续推进。沙特海水淡化与绿氢开发商沙特国际电力(ACWAPower)已经与全球供水
沙特阿拉伯有远见的新城市Neom正在建设,据称100%使用可再生能源——绿氢的海水淡化厂。该项目将建在Neom水上工业园区OXAGON之上,OXAGON目标之一是确保所有居民和工业都使用价格合理的100%可再生能源——绿氢。这个新的海水淡化厂是正在开发的可持续基础设施和循环经济类型的一个案例,以实现零碳足迹
8月22日,甘肃智慧阳关采购平台发布靖煤集团白银热电有限公司#1、#2机组脱硫废水零排放改造项目(EPC总承包)招标公告,本次改造两台机组脱硫废水量为10M3/H,同步在锅炉补给水扩容车间增设一套浓水反渗透装置,进水量120M3/H,产水量60M3/H。靖煤集团白银热电有限公司#1、#2机组脱硫废水零排放改造项目
当地时间8月11日,中国能建广东火电承建的全球第二大膜法海水淡化项目——阿联酋乌姆盖万海水淡化项目收到阿联酋联邦水电局签发的COD证书,证书显示项目商业运行已于2022年8月5日按期顺利实现项目供水将惠及阿联酋百万居民。阿联酋乌姆盖万海水淡化项目是全球第二大膜法海水淡化项目、中资企业在“一带
据《阿拉伯商业周刊》报道,迪拜水电局(DEWA)在杰贝阿里投资2.44亿美元的反渗透海水淡化厂实现完工96.5%的里程碑,预计将于2022年第二季度全面建成。该工厂的产能将达到每天4000万英制加仑(MIGD)。DEWA首席执行官表示,将淡化水生产与发电脱钩将提高运营效率,到2030年迪拜将节省约35.3亿美元,并减
东丽株式会社(总公司:东京都中央区,代表取缔役社长:大矢光雄。以下简称“东丽”),此次成功开发出针对工厂废水的再利用及污水处理等严苛的使用条件下、不仅能保持现有的高度污垢去除性,并能长期稳定地生产优质水的高耐久性反渗透(RO)膜※1。本研发品使膜在清洗时对药物的耐久性提高到过去的2倍
导言:斯坦福大学新研究数据表明,与传统水源相比,再生水污染更少,用作饮用水更为可靠。再生水源vs传统水源斯坦福大学新研究发现,与河流和地下水等传统饮用水源相比,再生水用作饮用水源似乎更为清洁、可靠。这项研究发表在Nature子刊——NatureSustainability《自然-可持续发展》上,这篇题为“饮
导言:根据吉尼斯世界纪录,ACWAPower公司位于沙特阿拉伯的Rabigh3独立水厂(IWP)已成为世界上最大的反渗透(RO)海水淡化厂。最新记录根据吉尼斯世界纪录,ACWAPower公司位于沙特阿拉伯的Rabigh3独立水厂(IWP)已成为世界上最大的反渗透(RO)海水淡化厂。该厂可生产60万m3/d淡化水,经过三周评选程
导言:水技术在线(AquatechOnline)采访了著名膜专家GraemePearce博士。他表示,陶瓷膜在公用事业中应用的时机已经到来,或将成为水业完美风暴。在技术探索(TECHDIVE)即将进行之前,水技术在线(AquatechOnline)对关于陶瓷膜时代是否来临采访了著名膜专家GraemePearce博士。完美风暴水技术专家表示,陶瓷
水处理反渗透设备高/低压保护,是为了防止RO高压泵空转或在超过极限高/低压下工作。
反渗透膜元件一般情况下,可以使用2~3年左右。若想延长使用寿命,可对反渗透膜元件进行清洗,通常分为物理冲洗和化学冲洗两种方式,当物理冲洗已经不能使反渗透膜的性能恢复,就应该需进行化学清洗了。
反渗透(RO)膜作为污染物截留效率最高的过滤膜,其微观结构及过滤机理一直是研究的热点。那么,RO膜究竟是有孔膜还是无孔膜?对于这一问题的认知和回答将直接影响对RO膜过滤机理的认识。随着技术手段的进步以及对RO膜微观结构的深入解析,上述问题的答案也在不断发生改变。
反渗透系统制取纯水有个特点:反渗透膜的实际产水量受温度的影响变化较大。大多数实验室超纯水机或反渗透纯水设备产水量是按反渗透膜在25℃进水温度下的标准产水量来标注的。温度变低,水的粘度增加,水的扩散性减弱,产水量也随着温度下降而降低。
预处理的作用及目标1.预处理系统的重要性反渗透系统包括原水的预处理、反渗透装置、后处理三部分。RO系统对原水的预处理有它特定的要求。由于原水的种类繁多,其成分也非常复杂,针对原水水质情况及RO系统回收率等主要工艺设计参数的要求,选择合适的预处理工艺系统,减少对RO膜的污堵、结垢,防止RO膜
通过城市污水UF+RO和传统多介质过滤器+RO的中试平行对比运行,考察UF膜作为RO膜前处理的作用和优势。结果表明,对于营养物指标(N、P),及有机物指标(TOC、蛋白质、多糖类)的去除效果上,UF与多介质过滤器相当;但在与RO生物污染密切相关的一些指标(ATP),UF体现出显著的优势;且UF出水的SDI值也显著较
EDI模块的清洗保养方案1、RO系统的清洗(1)准备关闭对应系统的产水手动阀,打开对应系统的产水排放阀,浓水底部放水阀,放尽系统内存水后,关闭这几个阀门门。打开对应系统的清洗进水阀,产水回水阀、浓水回水阀。(2)配制清洗液酸洗和碱洗时分别配制以下清洗液:0.5%盐酸酸洗液:在1600LRO水中缓慢
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!