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
文章亮点
文章简介
资源回收是未来污水处理技术的发展方向。藻酸盐是高附加值的生物聚合物,因其凝胶强度高、增稠性好、保水能力强、有生物相容性等特点,作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、黏合剂、上浆剂等物质的生产原料,被广泛应用于食品、医药、纺织、印染、造纸、日用化工等行业。研究人员在研发污水处理技术过程中,发现好氧颗粒污泥(AGS)成粒过程以及成熟过程始终含有较高含量的藻酸盐,最高可达污泥干重的25%,然而,回收的藻酸盐溶液含水率高达99.8%。因此,脱水、浓缩是从AGS回收藻酸盐的主要瓶颈之一。
传统方法通过添加乙醇、氯化钙、无机酸和其他化学试剂以沉淀、浓缩水中溶解的藻酸盐,该方法消耗大量化学试剂并带来二次污染。正渗透(FO)是一种新型的膜分离技术,可使藻酸盐回收过程中的工艺规模和操作成本大大降低。然而,驱动溶质反向扩散是制约FO技术发展的瓶颈之一,驱动溶质的反向溶质通量(RSF)会降低FO过程所需驱动力,导致水通量下降。同时,驱动溶质的反向扩散亦会污染原料液,并增加驱动液的消耗成本。驱动溶质的反向渗透在FO过程中无法避免,因此大量研究致力于减轻RSF。有趣的是,我们发现FO过程中Ca2+的反向渗透对藻酸盐浓缩具有促进作用。驱动液中少量Ca2+透过FO膜,反向扩散至原料液侧,而原料液中待浓缩、回收的藻酸盐为一种高分子材料,可与Ca2+结合形成“蛋壳”结构并生成海藻酸钙(Ca-Alg),并注意到Ca-Alg可看作是一种新型的可回收纳米材料,亦是可回收的目标产品之一。基于此,本研究提出一种利用驱动溶质反向扩散的新型FO浓缩、回收藻酸盐的方法,其中,驱动溶质的反向扩散不再是制约FO发展的瓶颈。本研究可为未来污水处理技术以及污水资源化提供思路,特别是污水藻酸盐的浓缩回收方向,成果于2021年7月发表在《Chemosphere》杂志,相关技术已获国家发明专利授权(专利号:ZL202010189536.8)。
主要结果
FO膜上回收产物的特性
正渗透浓缩过程中原料液侧的藻酸钠(SA)与驱动液侧反向扩散的Ca2+相互吸引并结合,在原料液侧FO膜上形成浓缩物,如图1所示。该浓缩产物与SA有差异,结果如下:
藻酸钠和驱动剂浓度的影响
三种浓度的SA溶液FO时,5 h内的平均水通量分别为3.28、3.05和3.76 L·m-2·h-1(图5a),即随着SA浓度的增加,水通量下降不明显,这有别于传统压力过滤过程中水通量受原料液浓度影响大。另一方面,驱动剂CaCl2浓度显著影响FO膜两侧的渗透压差及Ca2+的反向扩散,如图5 b所示,随着CaCl2浓度的增加,水通量显著增加。随CaCl2浓度的增加,水通量下降速率亦增加,可能是因为反向扩散的Ca2+量增加,导致形成的浓缩物浓度更大并改变结构,促使原料液侧的浓缩型浓差极化更严重。值得注意的是,FO膜上形成的回收物Ca-Alg,其材料性能受到SA和Ca2+摩尔质量比的影响,故特定条件下存在一个最佳的反向扩散Ca2+浓度,并需考虑到水通量的大小。
利用溶质反向渗透的FO回收藻酸盐机制与应用分析
从驱动液侧反向扩散的Ca2+穿过FO膜与料液侧膜上浓缩的SA反应形成Ca-Alg,形成机理如摘要图所示。FO过程中Ca2+的反向扩散是有限的,因此,Ca2+与SA结合为分子间结合优于分子内结合。驱动液侧的Ca2+连续不断地反向扩散导致了聚合物胶束的形成,并最终转变成蛋壳结构。研究结果或推测如下:
一般地,RSF随驱动液浓度的增加而增加,然而,本研究中驱动剂浓度越大,Ca2+的反向扩散越小。这种异常行为可解释为:料液侧FO膜面上形成的浓缩物(Ca-Alg),因其电荷特性、分子筛作用以及形成的渗透压,阻碍了Ca2+的反向扩散,并且随Ca2+浓度的增加,阻碍作用增大。
料液侧FO膜上需要适量Ca2+才可以形成Ca-Alg,Ca2+的反向扩散较低,可能不足以与SA结合形成Ca-Alg,而Ca2+的反向扩散较高,则可能导致水通量下降加快。
驱动液中CaCl2的浓度不仅影响水通量,还影响Ca2+的RSF,进而改变料液侧FO膜上形成的Ca-Alg的材料特性。
不同类型FO膜所带电荷不同,如带负电的FO膜,将使溶液中阳离子比阴离子更容易迁移,进而影响RSF。
结语
本研究提出了一种以钙盐为驱动剂,FO浓缩回收藻酸盐的新方法,其中,钙离子的反向扩散有利于藻酸盐的回收。料液侧FO膜上形成的浓缩物是藻酸钠与反向扩散的钙离子相互作用形成的藻酸钙,其亦是一种可回收的材料。随CaCl2浓度的增加,水通量显著增加;但SA浓度对水通量影响不大。待浓缩藻酸盐浓度一定时需要适量反向扩散的Ca2+,设计并制作新型的FO膜是未来研究的重点方向,同时,还应评估藻酸钠回收的经济潜力。
原文信息:
Cao D Q, Sun X Z, Zhang W Y, Ji Y T, Yang X X, Hao X D. News on alginate recovery by forward osmosis: Reverse solute diffusion is useful. Chemosphere, 2021, 285: 131483.
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。
摘要:正渗透技术是渗透压进行驱动的膜技术,与过去传统机械压力驱动膜技术相比具有较多优点,例如出水水质良好、能耗较低、设备应用便捷性较高、污染低等基本特点。近些年我国在水与废水处理中开始对正渗透技术的应用进行探析,从实际应用中可以看出目前正渗透技术仍旧存在相应问题,使得技术全面推广
摘要:火力发电在我国的电力领域仍旧占据着较为重要的地位,火力发电厂实现可持续发展的重要目标就是提高发电效率,降低发电过程中的污染。在火力发电厂会产生一定量的废料以及废水,如何处理这些废水就成为了火力发电厂日常工作重要课题,文章从电厂废水的特点和治理方法出发,探讨脱硫废水处理工艺在
摘要:高盐废水处理是现阶段工业发展面临的重大环保问题。综合利用是解决高盐废水瓶颈的重要路径。高盐废水回用技术的应用是取得显著经济效益、环境效益和社会效益的重要保障。本文基于高盐废水处理现状及研究进展展开论述。关键词:高盐废水;处理现状;研究进展引言现阶段,规模化处理高盐废水仍然存
我国的能源结构为“富煤、贫油、少气”,为了改善能源结构,提高油气能源贮备,以煤制油、煤制气为代表的煤化工企业发展迅速,为均衡能源结构做出了重要贡献。然而,煤化工过程消耗大量的水资源,同时产生大量含有高盐、高浓度有机物的废水。2015年,国家能源局公布《关于规范煤制燃料示范工作的指导意
正渗透技术是近年来新兴的水处理技术,其研发初始即指向各种高难度废水的处理回用及物料分离领域,是一项有广阔发展空间的水处理技术。目前对该技术的研究重点集中在膜材料和汲取液的选择上。从正渗透的原理出发,介绍了正渗透膜材质及汲取液的前沿科技成果,分析了未来正渗透膜材质和汲取液选择的方向
北京沃特尔水技术股份有限公司国内率先引进正渗透技术,所承建的华能长兴电厂脱硫废水零排放项目荣获全球年度最佳工业水处理项目大奖!这是一家怎么样的公司?这家公司技术优势到底在哪?他们还有什么技术值得大家学习?北京沃特尔水技术股份有限公司致力于水处理技术系统解决方案引领者,自1994年成立
想来大家对于反渗透是再熟悉不过了,是目前工业化应用较多的膜处理技术之一,此外还有微滤、超滤、纳滤和电渗析等。由于反渗透在进行水处理时需要依靠高压,且有高含盐量废水产生,近年来,一种浓度驱动的新型膜分离技术正渗透技术受到关注,成为了膜分离领域的研究热点之一。何为正渗透?正渗透又称渗
正渗透(Forwardosmosis,FO)是一种常见的物理现象,是指水通过半透膜从高水化学势区域(或较低渗透压)自发地向低水化学势区域(或较高渗透压)传递的过程。正渗透的概念存在已久,但直到二十世纪中期人们才开始在水处理中应用正渗透技术。随着工艺的不断进步以及膜成本的不断降低,正渗透技术在海水淡化、
脱硫废水零排放系统主要包括4个处理单元,即脱硫废水预处理单元、盐水浓缩单元、结晶单元和固体废弃物处置。脱硫废水预处理单元脱硫废水预处理主要包括常规处理和深度处理2个技术方案。常规处理方案采用熟石灰处理+混凝澄清工艺,主要去除水中的悬浮固体和有害污染物,出水水质满足国家排放标准,具有
正渗透是指水在渗透压的作用下通过半透膜从高水化学势区域(或较低渗透压)自发地向低水化学势区域(或较高渗透压)传递的过程。与压力驱动的膜分离水处理技术(比如超滤、纳滤、反渗透等)相比,正渗透具有低压、低能耗和较低的膜污染等优点。文章介绍了正渗透的技术原理,综述了其在水处理领域的研究
近日,国际可再生能源署(IRENA)发布《绿氢质量基础设施建设路线图》报告。本报告得到了德国国家计量研究院(PTB)和德国联邦经济合作与发展部(BMZ)的支持,介绍了为绿氢开发质量基础设施系统的路线图。由于全球气候危机,全球经济的所有部门都迫切需要在2050年前或2050年左右实现脱碳并衔接上净零排放
随着全球能源转型的推进,PVInfoLink预计到2024年太阳能需求将达到469–533GW。然而,中国、美国、欧洲和印度等主要市场,受到供需失衡、政策转变和经济波动的挑战,可能会重塑装机需求,并在2025年后拖累增长。虽然安装量不断攀升,但基本电网更新滞后,利率上升和供应链不稳定正在挤压回报。由于内蒙
近日,丰郅(上海)新能源科技有限公司正式完成A轮数千万独家融资,投资方为兴证资本。本轮融资主要用于加强前沿技术研究,提升行业产品渗透率,将安全智能新能源系统拓展至更多场景,实现从系统研发延展到未来产业布局的转化目标。丰郅新能源成立于2011年,公司依托自主研发的创新技术,百折不挠坚守
10月16日至18日,2024北京国际风能大会暨展览会(风能展)盛大举办,吸引了来自全球45个国家和地区、1000余家风电企业参会,全面聚焦行业热点,领航风电产业发展。恩福(中国)携多款风能和氢能密封技术创新解决方案重磅亮相本届风能展,吸引了众多清洁能源领域客户关注并展开深入技术交流,共同探讨可
2024年9月,光伏产业链上游价格企稳,硅料价格小幅反弹,然终端需求不振,电池片、组件环节价格微幅下修。9月光伏企业逆势扩产,签约、开工项目小幅增加,投产项目明显减少,HJT、钙钛矿成为布局焦点。签约项目集中在HJT、钙钛矿技术,博达新能“出海”中东据TrendForce集邦咨询不完全统计,2024年9月
InfoLinkConsulting出版最新《迈向净零碳排之路:2030光储能源转型白皮书》,深入解析全球再生能源的发展趋势及挑战。白皮书涵盖中国、美国及欧洲(欧盟+英国)三大主要市场,提供详尽的市场分析和未来展望,助力业界掌握关键资讯,加速实现净零排放目标。根据《巴黎协定》,各国承诺将确保全球平均气
碳酸锂价格八月锂价上半月呈现走弱趋势,下半月迎来止跌和反弹。电池级碳酸锂八月上旬仍延续跌势,下旬跌至谷底后开始反弹,锂精矿均价八月下旬亦呈现止跌迹象。截至8月31日,电池级碳酸锂现货价格区间落在每公吨7.3-7.7万元人民币范围,月底均价为每公吨7.5万元人民币,月环比下跌7.4%。中国锂辉石精
在当地时间8月27日至29日,南美地区规模最大的光伏展——巴西国际太阳能展(IntersolarSouthAmerica)在圣保罗北方会展中心隆重举行。这次展会让Fonrich领先的技术与光在洋溢着桑巴热情的巴西舞台上闪耀共舞。Fonrich拥有完善的MLPE产品矩阵,覆盖了光伏电站安全、发电优化、组件级智能监控系统、AFCI
2024年8月5日,光伏权威分析机构InfoLinkConsulting正式公布了2024上半年电池片出货排名。捷泰科技以卓越的市场表现和技术实力,从2022年的全球第五跃升至全球第二,成为业界关注的焦点。这一成就不仅是对捷泰科技在全球光伏市场中领先地位的高度认可,更是对其在电池片领域强大竞争力的有力证明。据报
InfoLinkConsulting全球锂电池供应链数据库出炉。关于储能电芯,InfoLink全球锂电池供应链数据库指出,2024上半年度全球储能电芯出货规模114.5GWh,其中大储(含工商业)、小储(含通讯)分别为101.9GWh与12.6GWh。上半年储能电芯市场先降后升,总体呈现稳健增长态势,同比增长33.6%。2024上半年度储能
8月5日,全球权威的光伏分析机构InfoLinkConsulting发布了2024年上半年全球电池片出货排名,中润光能荣登榜首,充分展示了其强大的生产制造能力和持续发展的强劲势头。InfoLinkConsulting作为全球光伏行业的权威分析机构,其发布的排名数据在业界享有极高的权威性和可信度。该机构定期发布的全球光伏企
近日,中信环境技术成功中标嘉兴联合污水处理厂一期改造工程项目。中信环境技术旗下美能膜再次成为该项目MBR膜系统供应商,旗下广州公司、四川中喻公司负责实施。本次改造将有效提升污水厂处理能力,有助于改善当地水环境质量和生态环境,具有显著的环境效益和社会效益。嘉兴联合污水厂是浙江省第三大
10月31日,由大理市东城区市政工程有限责任公司代管的大理经济技术开发区天井片区污水处理厂及配套管网工程顺利通过竣工验收。天井下沉式污水处理厂位于大理经济技术开发区宾川路民族广场,总控制用地约48.9亩,总设计规模为4.0万m/d,总投资约84977.82万元。主要承接天井片区的生活污水和南干渠经开区
10月15日,安徽省宁国经济技术开发区工业污水处理提升工程EPCF项目(二次)中标结果公示。安徽博世科环保科技股份有限公司(联合体成员:安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司)中标,中标价:297977830.66元。文件显示,本工程主要内容包括新建污水处理厂,规模5万立方米/日,DN800污水管道1.6km,D
10月11日,安徽省宁国经济技术开发区工业污水处理提升工程EPCF项目(二次)中标候选人公示。详情如下:第一中标候选人:安徽博世科环保科技股份有限公司(联合体成员:安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司),投标报价:297977830.66元;第二中标候选人:云南正浩建设工程有限公司(联合体成员:安
近日,开创环保成功中标浙江浦江县第四污水处理厂扩容改造项目,在原有设备和构筑物的基础上进行升级改造扩容。浦江县第四污水处理厂扩容改造项目,在现状4.5万m/d基础上新增1万m/d污水处理系统,形成5.5万m/d的污水处理规模。本项目在原有设备和构筑物上进行不停水改造,利用原有的粗格栅-提升泵房、
9月19日,安徽省宁国经济技术开发区工业污水处理提升工程EPCF项目(二次)招标公告发布。本工程主要内容包括新建污水处理厂,规模5万立方米/日,DN800污水管道1.6km,DN1000污水管道0.8km,DN500压力污水管2.1km,DN700压力污水管1.6km,DN1200压力污水管3.5km,本次招标为范围内施工图设计、施工及设
近日,江苏省地方标准《人工湿地污水处理技术规程》报批版公示,本标准适用于人工湿地污水处理系统的设计、施工、验收和运行维护,主要处理对象为农村生活污水、城镇污水处理厂尾水,以及河湖污染水、面源污染、初期雨水等污染水处理。
近日,安徽省宁国经济技术开发区工业污水处理提升工程EPCF项目招标,合同估算价380777262.00元,主要内容包括新建污水处理厂,规模5万立方米/日,DN800污水管道1.6km,DN1000污水管道0.8km,DN500压力污水管2.1km,DN700压力污水管1.6km,DN1200压力污水管3.5km,本次招标为范围内施工图设计、施工及设
近日,内蒙古阿拉善高新技术开发区敖伦布拉格产业园区污水处理厂(1000吨/日)新建项目公开招标,最高限价:67813311.32元,建设内容及规模:本项目为阿拉善高新技术开发区敖伦布拉格产业园污水处理厂(1000吨/日)新建项目,项目占地5.7158公顷;项目建设内容:污水厂围墙、中水池、设备安装、电力、自控
展会日期:2024年10月09日星期三09:00-17:002024年10月10日星期四09:00-17:002024年10月11日星期五09:00-15:00展出城市:中国·北京展馆名称:北京|国家会议中心展会地址:北京市朝阳区天辰东路7号主办机构:中国膜工业协会、上海荷瑞展览服务(集团)有限公司、InformaMarkets展会公众号:北京广东水展W
为深入贯彻习近平生态文明思想,积极推动生态环境治理保护和经济社会高质量发展,践行习近平总书记在“黄河流域生态保护和高质量发展座谈会”及来陕考察时对生态环境保护的重要讲话内容,在中省市各级领导和相关部门的大力支持下,“中国(西安)国际水处理技术与装备博览会”(以下简称西安水博会)自2019
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!