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中科院城市环境研究所在处理高盐废水研究中取得进展

发布时间:2022-07-26整理:成都科林环保有限公司

高盐废水是指总盐含量至少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 含量不同的可溶性无机盐离子和重金属离子。

其中,火电厂洗煤过程中产生的脱硫废水是典型的工业高盐废水。

因此,高盐废水处理难度大,能耗高,处理过程中通常伴有结晶、结垢、二次污染等问题。

基于纳米纤维的正渗透膜(eTFC-FO)膜分离技术型的膜分离技术,具有水通量高、能耗低、膜污染轻等优点。

同时,纳米纤维膜具有孔隙率高、穿孔结构和膜厚度可控的特点eTFC-FO基膜能有效降低水在基膜中的传质阻力和运行过程中的内浓差极化。

因此,eTFC-FO膜有望应用于脱硫废水等高盐废水的处理。

但纳米纤维膜表面孔径过大,不利于产生高选择性eTFC-FO膜表面活性层, 因此其盐截留率和运行稳定性较低,无法有效截留脱硫废水中的可溶性盐离子。

为实现脱硫废水的处理,中国科学院城市环境研究所郑玉明研究小组制备了两种eTFC-FO应用于脱硫废水的实际处理。

聚多巴胺研究首先采用聚多巴胺研究(PDA)中层改性策略(策略1)。PDA中间层能有效降低纳米纤维的表面孔径,提高界面聚合MPD中间层中单体的吸收能力可以产生低厚度、高交联度和低缺陷率的活性分离层。

中科院城市环境研究所在处理高盐废水研究中取得进展

策略1制备的eTFC-FO膜可在FO 在运行模式下实现高达~43.0 LMH的水通量和~97.盐离子截留率为0%。但中间层对剩余基膜无改性作用,剩余基膜仍为高疏水性PVDF因此,纳米纤维PRO膜污染严重,水通量大幅下降。

为解决PRO在运行模式下,研究进一步采用超亲水纳米纤维来提高基膜的抗污染性,并结合聚多巴胺氧化石墨烯(PDA-GO)同时改性中间层和活性皮层的策略(策略2),以减少超亲水基膜上活性分离层的高缺陷率。

中科院城市环境研究所在处理高盐废水研究中取得进展

策略2制备的eTFC-FO膜的抗污染性能有了很大的提高,可以实现FO和PRO稳定运行在两种模式下,其中PRO模式下的水通量可高达~64.0 LMH,所有盐离子的截留率均高于所有盐离子~98.0%。

相关研究成果分别为High performance electrospun thin-film composite forward osmosis membrane by tailoring polyamide active layer with polydopamine interlayer for desulfurization wastewater desalination和Super-hydrophilic nanofiber substrate supported forward osmosis membrane with less polyamide layer defects by polydopamine-graphene oxide modification for high salinity desulfurization wastewater desalination为题,在国际期刊上发表Desalination和Journal of Membrane Science上。两篇论文由博士生李兵与柯小雪合作完成,郑玉明研究员为通讯作者。

来源:中科院城市环境研究所

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