登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
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。
注:板块及分会场持续更新中,请以正式通知为准。组织机构01主办单位青岛市人民政府02支持单位世界水理事会(WWC)国际水协会(IWA)中国工业节能与清洁生产协会河海大学膜材料与膜应用国家重点实验室03承办单位青岛市科学技术协会青岛市商务局青岛西海岸新区管理委员会水资源高效利用与工程安全国家工程研
2024年,更多的光伏从业者将其定义为“寒冬”,2024年光伏行业究竟如何?面临着哪些挑战?2025年又将如何呢?9月5日,在北极星电力网、北极星太阳能光伏网联合主办的2024年光伏新时代论坛上,中国有色金属工业协会硅业专家组副主任吕锦标、山东省太阳能协会常务副会长、光伏专业委员会主任张晓斌、河南
各有关单位:我国面临严峻的水资源短缺问题,同时水环境污染、水生态破坏和水空间萎缩等问题依然突出。然而随着工业化进程的加快和产业结构调整,工业用水需求持续增长。工业用水效率总体偏低,部分企业依然沿用传统的高耗水和污染生产工艺和技术设备,如何在保证工业生产效率的同时,减少对水资源的消
国家电网公司2023年四季度会工作报告提出,加快构建现代智慧配电网,建成35个国际一流城市配电网先行示范区。电网头条推出“现代智慧配电网·一线实践”系列主题报道,深入报道国际一流城市配电网先行示范区相关实践成果成效,展示公司在构建新型电力系统和建设新型能源体系中的积极作为。在尖山新区的
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,国网浙江省电力有限公司正式对外发布落实全球发展倡议(GDI)行动报告。这是国家电网公司首家发布落实全球发展倡议(GDI)贡献报告后出台的首份省级电网公司行动报告。2021年9月21日,中国国家主席习近平在第76届联合国大会上提出全球发展倡议,为破解全球发展难题、共同推动全球发展迈向平衡
历经混改失败,重整旗鼓破产重整的博天环境迎来转机,在2022年实现了扭亏为盈。3月30日,博天环境披露年报,公司报告期内实现营业收入6.69亿元,同比下降41.74%;归属于上市公司股东的净利润15.97亿元,同比扭亏为盈;归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润-17.16亿元;基本每股收益1.65元。对
近日,在“碳路中国·光生万物”鑫国食品华为行业绿电现场会上,上海鑫国食品1.23MWp屋顶分布式光伏项目成为全场焦点。这是“光伏+食品”的全新探索,也是上海市首个MW级全配优化器示范项目,揭开了食品行业零碳转型的新征程。探索减碳新路径“双碳”影响正渗透至各行各业。而在我国,工业碳排放占碳排
北极星水处理网获悉,9月27日,自然资源部发布《2021年全国海水利用报告》(以下简称《报告》),报告显示,截至2021年底,全国现有海水淡化工程144个,工程规模1856433吨/日(图1),比2020年增加了205350吨/日。其中,万吨级及以上海水淡化工程45个,工程规模1647248吨/日;千吨级及以上、万吨级以下海
高盐废水是指总含盐量至少3.5wt%的废水。高盐废水来源广泛、成分复杂,通常含有大量Cl-、SO42-、Na+、Ca2+、Mg2+等可溶性无机盐离子,以及含量不等的重金属离子。其中,火电厂洗煤工艺中产生的脱硫废水就是一种典型的工业高盐废水。因此,高盐废水的处理难度极大,能耗极高,并且处理过程中通常还伴有
第二章煤炭行业发展本章作者韩继园(中能传媒能源安全新战略研究院)PART.01煤炭供需01全国原煤产量47.8亿吨,再创历史新高国家统计局数据显示,2024年,全国原煤产量47.8亿吨,同比增长1.2%,能源供应保障有力。中国煤炭工业协会数据显示,过去4年,全国累计生产煤炭181.8亿吨,约占全国一次能源生产
2025年6月17日,美国国际贸易委员会(ITC)发布公告称,对特定TOPCon太阳能电池、组件、面板及其组件和下游产品(I)(II)(CertainTOPconSolarCells,Modules,Panels,ComponentsThereof,andProductsContainingSame,调查编码:337-TA-1422、337-TA-1425)作出337部分终裁:对本案行政法官于2025年5月23日
多晶硅本周多晶硅价格:多晶硅N型复投料主流成交价格为36.0元/KG,N型致密料的主流成交价格为33.5元/KG;N型颗粒硅主流成交价格为32.5元/KG。交易状况:SNEC后,需求仍显低迷,拉晶厂本身处于亏损状态下,采购意愿偏低,故多晶硅签单交易冷清,一线大厂仍对持续下探的报价接受程度较低,但其余厂商出于
近日,在中国绿色供应链联盟光伏专委会推介下,固德威凭借在光电建材领域卓越的品牌影响力、过硬的产品质量及丰富的全球项目实践经验,正式成为国际能源署IEAPVPSTask15“EnablingFrameworkfortheDevelopmentofBIPV”工作组成员单位!固德威也成为该工作组中第三家具有行业代表性的中方企业,未来将代
英国政府近日宣布,将在2025年秋季发布的《未来住宅标准》(FutureHomesStandard)中明确规定所有新建住宅需安装光伏,该政策旨在显著降低家庭能源支出,提升国家能源安全水平。新政要点屋顶光伏系统“标配”化:新建住宅要求安装光伏,除特殊遮挡情况外,将作为默认配置纳入建设标准;建筑法规首次明
6月11日,火山引擎Force大会公布,字节跳动Seed及火山引擎,将与比亚迪锂电池深化合作,通过联合实验室等形式,共同探索AIforScience结合高通量实验,加速锂电池研发。不久前,比亚迪发布了兆瓦闪充电池,实现“充电5分钟,续航400公里”,引发较高关注。兆瓦闪充电池背后,比亚迪团队在研发初期就引入
根据业界权威研究“中国500最具价值品牌”最新报告,2025年,国家电网以逾7152亿元(人民币,下同)品牌价值居首,且是连续第十年蝉联榜首;中国石油、海尔、中国工商银行和华润分列二至五位,品牌价值均超5000亿元;本年度共135个中国品牌的价值超过1000亿元。2025年《中国500最具价值品牌》的总价值为4
招标公告-中国南方电网-供应链统一服务平台6月13日,南方电网公司2025年充电桩第一批框架招标项目招标公告发布,本批次框架招标范围包括一体式充电机、分体式充电机、交流充电桩3个物资品类,需求单位为广东、广西、云南、贵州、海南电网公司和深圳供电局。6月13日,南方电网公司2025年充电桩第一批框
在刚刚落幕的SNEC展会上,天合光能至尊N型系列组件受到了来自多家第三方检测机构的认可,连获多项可靠性认证。再次以卓越的产品品质与领先的技术实力,赢得行业权威的高度认可。鉴衡低温动态载荷认证:彰显极端环境下的耐久守护随着全球极端天气频发,光伏组件可靠性技术不断面临挑战。尤其在零下40℃
“绿色港口不仅是技术升级,更是国际航运的责任与方向。”正在天津举办的第三届天津国际航运产业博览会上,多国代表接受中新社记者采访时认为,推动港口绿色转型是通往可持续未来的重要一步。“港口脱碳至关重要。这一挑战为绿色技术的创新、开拓新市场和可持续增长提供了重要机遇。”英国德路里航运咨
第18届SNEC国际太阳能光伏与智慧能源展于上海国家展会中心隆重登场,厂家在历经2年的亏损之下缩减开支,展场直观的感受能明显看到人潮减少。观察今年整体光伏产业情况,上半年受到国内抢装影响,需求表现仍超乎预期,但下半年需求开始转弱,尤其七至八月短期接单较不明朗,让大家更多的讨论如何改善现
1990-2025SCIMEE35年前他诞生了10年前他登陆资本市场(股票代码:300425)6年前他加入中建集团成为旗下唯一的上市环保公司他用35年的深耕与10年的资本化蜕变从“国内首台”做到“行业第一”技术立身:要做就做最好惟精惟一的信念贯穿始终自1991年以来,中建环能以技术立身,打破日本2秒分离机国际垄断
3月1日,由中信环境技术牵头的联营体接管运营澳门路环污水处理厂项目。目前,中信环境技术联营体已接管了澳门半岛及路环两家处理能力最大的污水处理厂,占据了澳门污水服务市场超过70%的份额,这不仅彰显了中信环境技术在污水处理领域的技术实力和卓越的运营能力,更体现了澳门特区政府对其服务水平的
一、引言伴随工业化与城市化进程迅猛推进,污水排放量持续攀升,污水处理已然成为环境保护领域的核心议题。面对成分日趋复杂的污水,传统污水处理手段逐渐暴露出短板。在此背景下,臭氧高级氧化技术作为一种高效且环保的新型污水处理技术,备受瞩目。本文将深入剖析臭氧高级氧化技术在污水处理中的实际
随着长三角生态绿色一体化发展示范区先行启动区建设的深入推进,区域人口集聚与产业升级步伐加快,华为练秋湖研发中心等重大项目的落成带动用水需求激增,西岑水质净化厂于2025年1月正式投入商业运行。这一重大工程不仅标志着示范区基础设施升级迈出关键一步,更以科技赋能生态治理,为区域高质量发展
各有关单位:党的二十届三中全会强调:加快经济社会发展全面绿色转型,健全生态环境治理体系和绿色低碳发展机制。推动工业废水处理技术减污降碳、协同增效,对实现生态优先、绿色低碳发展目标有其重要意义。为落实党中央最新部署,响应生态环境部建立新污染物协同治理、多污染物协同减排的有关意见,中
展会时间:2025年10月07-10日展会地点:法国里昂EUREXPO主办单位:励展博览集团举办周期:两年一届(第31届)【展会介绍】法国国际环保展Pollutec由法国环境能源署(ADEME)支持举办,展会受到法国工商会、欧洲企业网络协会、能源效率和工业脱碳联盟、法国领土工程师协会等相关部门支持。自1986年创办以来
2025年1月9日,江苏中法水务股份有限公司与浙江日月集团就浙江日月光能科技有限公司光伏污水处理厂签署托管运维合同,负责该厂所有污水处理设备设施的运行维护,并确保排放达到国家及行业相关排放标准,该工业污水处理厂设计规模12000m3/d,是典型的新能源行业污水综合治理项目。此次项目的签约,是双
夏日里的甘肃,艳阳高照,晴空万里。由甘肃省水利工程行业协会(甘肃水协)、宁夏水利行业协会、青海省水利工程协会、甘肃省水利学会、甘肃省土木建筑学会市政给水排水学术委员会主办的“2025第三届西北水务数字化发展论坛暨供排水节水灌溉新技术设备博览会”在兰州举办。甘肃水利厅、甘肃省水利工程行业
近日,中国城镇供水排水协会(简称“中国水协”)正式发布了2024年度中国水协科学技术奖励的决定,由中建环能科技股份有限公司牵头,中国科学院生态环境研究中心、嘉兴市联合污水处理有限责任公司等单位共同完成的“节碳型污水深度脱氮技术及模块化装备研发与应用”项目,荣获2024年度中国水协科学技术
各会员单位、有关单位:为贯彻落实《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》,准确把握我国城镇水务行业2035年的发展目标,以及水利部《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》、《十四五”期间推进智慧水利建设实施方案》等系列文件,明确了智慧水利建设推进
2025第三届西北水务高峰论坛及供排水节水灌溉博览会,活动将充分发挥甘肃省水利工程行业协会、宁夏水利行业协会、青海省水利工程协会、甘肃省水利学会、甘肃省土木建筑学会市政给水排水学术委员会、甘肃省水务投资集团有限公司、中国市政工程西北设计研究院有限公司等众多主流权威主协办单位在水务领域
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!