本评论文章全面探讨了化学工程领域中电透析技术的重大进步,并提出了整体概述,涵盖了基本原理,膜材料和制造技术,操作参数以及广泛的应用。与以前的研究经常将重点缩小到ED的特定方面不同,这项工作综合了全球进步,弥合了各种研究主题之间的差距,以提供对当前趋势和未来方向的一致理解。是由电势驱动的一种基于膜的分离过程,对于其在水纯化,淡化,资源回收等方面的应用至关重要。本评论深入研究了离子交换膜的演变,突出了材料的创新,以及提高膜选择性和效率的制造技术的进步。它还仔细检查了操作参数对ED系统性能的影响,解决了离子泄漏,膜结垢以及选择性和电导率之间的平衡等挑战。讨论了过程强化和系统优化策略,揭示了最近的发展如何促进能源效率,可伸缩性和可持续性。审查进一步扩展到从环境管理到能源和水透明产业的领域的ED的新兴应用,并由证明实际实施的案例研究强调。通过这种全球视角,它旨在促进ED在应对一些最紧迫的挑战时的进一步探索和应用。最终,本文强调了ED技术的发展所需的多学科方法,这提出了未来研究的途径,以优先考虑环境影响,经济可行性和技术创新。
Captura的电透析技术通过创造机会利用非高峰可再生电力来进一步降低能源成本。Captura过程中最能量密集型的部分是电透析,该透析约占整个系统的能源需求的60%。通过在超高电流密度下操作,Captura的专有电透析单元可以过度建造,以匹配特定于位置的非高峰能源的可用性。例如,如果非高峰时段落在特定工厂的六个小时窗口中,则可以过度建造的电透析单元四倍以运行六个小时,并产生足够的酸和碱,以在24小时内为其余的系统供应。以这种方式,最能源密集型设备的持续时间较短,并且可以使用非高峰能源定价。这一独特的功能还扩大了电透析膜的寿命,从而降低了替代成本。
图2。氯 - 阿尔卡利膜,氯 - 碱性隔膜,双极膜电透析和直接电气合成过程的理论和实用能量需求。理论数来自Thiel等人。4或基于理论电压(用于直接电共汇)进行估计。实际数字取自Thiel等人。4和Reig等。 5尚未报告直接电气合成的实际能量需求。4和Reig等。5尚未报告直接电气合成的实际能量需求。
随着人口和IT工业化的巨大增长[1-3]导致不同类型的污染严重影响了不同的生态系统。目前,由于世界各地产生的严重问题,水体中的重金属污染是日益增长的关注点。这些无机污染物影响表面和地下水[4]直接影响水生生态系统和人类健康。具有生物积累[5-7]的能力,会产生不同类型的不良反应,并可能导致死亡。这种类型的污染主要与采矿公司,石油精炼,纺织品,农药,油漆,颜料等[8,9]相关。一些作者[8]提到,与有机化合物不同,这些化合物在任何程度上都不可生物降解,从而使它们更加危险。由于对环境和人类健康的重大威胁[10],此问题不仅发生在不同的水体中,而且包括所有矩阵:空气污染显着影响土壤和水的质量[11]。在土壤污染的情况下,这是由于不同类型的污染物的不加选择的释放而产生的,其中包括碳氢化合物,金属,农药等。尽管这些重金属自然存在于地壳中,但与这些无机化合物有关的每种人类活动都导致了强大的生化和生物地球化学不平衡[3,12,13]。因此,在水污染的情况下,由于直接因素(例如从工业家的出院)以及诸如降雨或降雨径流等间接因素引起的[10、11、14、15]。为了治疗此问题,已经提出了许多清除方法,包括化学沉淀[16],电透析,MOF [17],浮选[18],
摘要:缺水是全球紧迫的问题,特别是在阿拉伯联合酋长国(UAE)等地区,干旱的气候和高人口密度加剧了挑战。传统的净水方法,例如蒸馏和氯化,通常不足以满足对清洁水的不断增长的需求。纳米技术提供了创新的解决方案,通过利用纳米材料的独特特性来应对这一挑战。在本文中,我们探讨了纳米技术在阿联酋环境中净化水的潜在应用,重点是增强的海水淡化,去除新兴污染物,处理盐水盐水以及 - 使用水处理。通过利用纳米技术的力量,阿联酋可以实现可持续和有效的水净化,从而确保为其人口提供清洁和安全的饮用水。关键词:缺水,阿联酋,纳米技术,水净化,淡化1。引言人类的猛增增加了对新鲜和清洁水的需求。预测到2037年人口为90亿,该资源的可用性对于生存至关重要。在农业,工业化和有毒废物的倾倒中过度使用农药随着时间的流逝而恶化。激素,药物,化妆品,工业产品和微塑料进入我们的供水链。大多数过滤系统都没有能力去除此类污染物,从而导致提供给家庭的水质质量较差。这些新的在2030年的可持续发展目标议程6,SDG6水和卫生设施中,各国致力于参与和审查水资源,废水和生态系统的可持续管理。水短缺对阿拉伯联合酋长国(UAE)构成了重大挑战,在该淡水资源有限和上个世纪的人口迅速增加现有的现有供水基础设施。[1]淡化海水和咸水已经成为该国淡水的重要来源。截至2017年,阿联酋拥有淡化厂,每年总计17亿立方米(M 3),安装了淡水生产能力[2]。不仅是阿联酋,而且所有海湾合作委员会(GCC)国家都在很大程度上依赖淡水的淡水需求。到2030年,海湾合作委员会区域的安装淡化能力预计每天将达到90亿m 3 [3]。不幸的是,淡化水的产量既能量 - 密集型,并且具有重大的环境影响。海水淡化植物当前使用两种淡化技术之一 - 热和膜技术[2]。•热技术,例如多阶段闪光蒸馏(MSF)和多效应蒸馏(MED)使用热量将水与溶解的杂质分开。这些年龄较大且能量密集得多,最多使用70kWh/ m 3的淡水产生[4]。•膜技术,例如反渗透(RO)和电透析(ED)使用压力和热力学现象,与将杂质溶于水中的杂质相关的现象将其从海水中分离出来。