摘要 — 反渗透水处理工艺的废弃物(又称盐水、浓缩液、ROC)是溶解在高盐度水中的盐混合物。美国环境保护署将 ROC 归类为工业废物,在处置方面可能面临监管限制。最先进的 ROC 处置方法包括深井注入、向河流进行地表排放、向海洋排放和蒸发池。在本研究中,通过技术经济分析探索了使用反渗透浓缩液作为低成本热能存储 (TES) 介质的可行性。通过一系列成本分析估算出 TES 的标准化成本(每单位存储热能的成本),并将其与美国能源部低成本热能存储的成本目标进行比较。结果表明,使用 ROC 盐含量的 TES 标准化成本在 6.11 美元到 8.73 美元之间,具体取决于 ROC 处理方法。
摘要:人口增长,再加上工业和农业发展,导致对淡水供应的需求增加。对于缺水稀缺的国家,淡化构成了解决此问题的唯一可行解决方案。反渗透(RO)技术已被广泛使用,因为膜材料已升级并降低了成本。现在,RO是最重要的技术,用于化下不同类型的水,例如海水,咸水和自来水。但是,它的设计至关重要,因为许多参数都参与获得良好的设计。大量使用RO鼓励建立一种促进设计过程的程序,并有助于获得最佳性能RO脱盐系统。本文提供了一个分为三个部分的过程:(1)对RO参数进行分类; (2)按一定顺序选择pa-armeters,然后通过12个步骤进行计算过程; (3)然后在RO系统分析(ROSA)软件上插入所选参数和获得的值。然后,通过创建一个使用ROSA的RO系统设计阶段遵循的算法图表来总结这些点。然后以拟议列表上的一个示例进行验证以验证该过程,并进行了对参数的不同值进行比较。这项比较研究的结果表明,选择不同的参数会影响RO系统的生产力。此外,每个设计都有特定的最佳参数集,这取决于用户设置的限制。
自从 20 世纪 50 年代末和 60 年代初反渗透 (RO) 和超滤 (UF) 作为实用单元操作而发展以来,它们的应用范围一直在不断扩大。最初,反渗透应用于海水和咸水的淡化。工业界对节水、降低能耗、控制污染和从废水中回收有用材料的需求不断增加,使得新的应用具有经济吸引力。此外,生物技术和制药领域的进步,加上膜开发的进步,使膜成为重要的分离步骤,与蒸馏相比,膜可以节省能源,并且不会导致产品热降解。
摘要:当涉及到中小型范围的海水脱盐时,由太阳能提供动力的有机兰氨酸周期(ORC)是当前可用的最能量 - 能量的技术。已经开发了各种太阳能技术来捕获和吸收太阳能。其中,抛物线槽收集器(PTC)已成为一个低成本的太阳能热收集器,其运营寿命很长。本研究分别研究了使用Dowtherm A和甲苯作为太阳周期和兽人周期的工作流体的PTC驱动ORC的热力学性能和经济参数。热经济多目标优化和决策技术用于评估系统的性能。分析了四个关键参数,以至于它们对充电效率和总小时成本的影响。使用TOPSIS决策,可以识别出Pareto Frontier的最佳解决方案,其兽人充电效率为30.39%,每小时总成本为39.38 US $/h。系统参数包括137.7 m 3/h的淡水质量,总输出净功率为577.9 kJ/kg,区域加热供应量为1074 kJ/kg。成本分析表明,太阳能收集器约占每小时总成本的68%,为26.77 us $/h,其次是涡轮机,热电发生器和反渗透(RO)单元。
摘要:随着半导体行业在过去几十年的迅猛发展,其对环境的影响也日益令人担忧,包括淡水的抽取和有害废水的产生。四甲基氢氧化铵 (TMAH) 是半导体废水中不可避免的有毒化合物之一,应在废水排放前去除。然而,很少有经济实惠的技术可以去除半导体废水中的 TMAH。因此,本研究的目的是比较不同的处理方案,如膜电容去离子 (MCDI)、反渗透 (RO) 和纳滤 (NF),用于处理含有 TMAH 的半导体废水。进行了一系列台式实验装置,以研究 TMAH、TDS 和 TOC 的去除效率。结果证实,MCDI 工艺和 RO 一样表现出很强的去除能力,而 NF 在相同的恢复条件下无法充分去除。 MCDI 对包括 TMA+ 在内的一价离子的去除率高于二价离子。此外,在碱性溶液中,MCDI 对 TMA+ 的去除率高于在中性和酸性条件下的去除率。这些结果首次证明了 MCDI 在处理含有 TMAH 的半导体废水方面具有巨大潜力。
为了同时满足电力和淡水需求,本文建立了太阳能-风能-柴油混合能源系统 (HES) 的上层结构,该系统具有多种类型的存储设备,可驱动反渗透海水淡化 (ROD) 工艺。开发了 HES 的相应数学模型,可能包括光伏电池、风力涡轮机、柴油发电机、ROD 单元、不同的电池存储技术或水箱,并采用混合整数线性规划。以年度总成本最小为优化目标,可以得到 HES 的最优设计和运行方案。为了验证所提方法的有效性,以沙特阿拉伯为 ROD 工艺供电的太阳能-风能-柴油系统为例。结果表明,在满足可再生能源渗透率(即 0.8)要求的情况下,HES 中选择了光伏板、风力涡轮机、柴油发电机、铅酸电池、锂离子电池和水箱,年度总成本最小(即 1.16 × 105 美元·年?1)。然后,提出了一种量化方法来确定 HES 的最优设计和运行方案,包括经济性和环境性两个方面。最后,具有多种发电机和多种存储设备的 HES 在经济性和可再生能源利用方面表现出更好的性能。
RO 系统可以显著减少总溶解固体 (TDS)、重金属以及无机和有机污染物。RO 系统有多种类型,大小和用途各不相同。使用点 (POU) 系统连接到单个水龙头或设备并从中提供处理过的水。入口点 (POE) 系统连接到进入房屋或建筑物的供水系统,因此可以处理建筑物中大多数或所有最终用途的水。POU 和 POE 系统均可用于住宅和商业环境。还有更大的 RO 系统用于海水淡化或工业或市政用水和废水处理等应用。这些较大的系统根据其预期应用具有特定的考虑和要求,并不是本通知的重点。对于本文档的其余部分,术语 RO 系统是指 POU 和 POE RO 系统,除非明确指明任一类型。
由于水资源短缺和全球气候变化趋势,通过海水淡化获取饮用水正日益成为一种选择,尤其是使用反渗透 (RO) 膜技术。运营反渗透海水淡化厂涉及多项费用和能源消耗,占很大比重。多项研究表明,与其他可再生能源相比,风能的能源成本较低,因此,应成为与 RO 海水淡化系统结合使用以使用可持续能源净化水的首选。因此,在本文中,我们基于模拟模型研究了使用风力驱动 RO 海水淡化系统的可行性,该系统有压力容器储能和无压力容器储能,以及使用 Clark 泵进行小规模能量回收。将两种方案的性能与几种风力模式进行了比较。正如预期的那样,缓冲和能量回收实现了更高的水产量和更好的水质,证明了能量存储/回收系统对于风力供电海水淡化厂的重要性。