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一项新的分析表明,防污膜在其使用寿命内降低了成本和能源
2022年09月13日    新闻来源:中国橡胶网 zimite.com    |  投稿

高性能水过滤系统鈥攏减少水资源短缺的必要条件鈥攃西北大学领导的一项新的分析发现,它还可以降低成本和能源消耗。

在这项新的研究中,研究人员对膜过滤系统进行了高级分析,以评估与脱盐和废水处理相关的成本、能耗和温室气体排放。研究人员特别检查了防污膜,这是一种高性能过滤系统,可防止污染物积聚。

虽然耐污膜在购买时可能会花费更多的钱,但它们在使用寿命内的成本低于更便宜的非耐污膜,后者需要经常清洗,需要更频繁地更换。事实上,研究人员发现,城市污水处理设施在污水处理防污膜上的支出可能会增加43%,在海水淡化防污膜方面的支出可能高出三倍,同时仍维持其基线运营成本。

随着基础设施老化和气候变化对水供应造成压力,许多城市和研究人员正在探索各种工艺,包括海水淡化和废水处理,以增加传统水资源(如微咸水)的可用性。预先投资防污膜有助于降低这些通常昂贵的处理系统的成本。

西北大学的詹妮弗·邓恩(Jennifer Dunn)说:“随着水资源日益短缺,海水淡化等技术变得比以往任何时候都重要。”。“但工程性能和成本之间总是存在权衡。过滤系统可能具有惊人的性能,但如果成本太高,人们就不会采用该技术。我们希望我们的建模和分析能够帮助指导研发。”

这项研究发表在8月15日的ACS ES&T工程杂志上。这是美国-以色列水能合作研究中心(CoWERC)首次在国际上合著发表的研究报告。CoWERC是一个由研究机构、水务公用事业公司和私营公司组成的全球财团,旨在探索解决能源-水关系关键挑战的新解决方案。

邓恩是西北大学麦考密克工程学院的化学和生物工程副教授,也是工程可持续性和弹性中心主任。Sabyasachi Das和Margaret O'Connell都是Dunn实验室的成员,是论文的第一作者。

在膜过滤系统中,膜充当饮用水和污染物之间的物理屏障。泵推动水通过充满微、纳米甚至更小尺寸孔隙的膜。该膜在允许水流过孔隙的同时捕集细颗粒。

当污染物积聚在膜表面,堵塞孔隙时,就会发生污染。当膜受到污染时,需要更高的压力来泵送水通过。然而,最终,污染变得非常严重,必须清除甚至完全更换膜。与增加的水压、清洁和更换相关的能量和成本会增加处理设施的运行成本。

相比之下,防污膜具有专门的表面化学性质,可防止污染物积聚。这导致清洁频率降低和膜的总体寿命延长。在这项研究中,研究人员发现,延长膜的寿命是降低运行费用的最重要因素。

“海水淡化的整个过程都围绕着这种膜,”邓恩说。“我们所能做的任何提高膜寿命或降低清洁成本的事情都将有助于降低清洁水的成本。”

邓恩希望这项研究将帮助决策者、决策者和水处理厂运营商认识到,水处理设施可以承受使用更昂贵、性能更高的膜的成本。脱盐厂尤其如此,其中65%已经使用了基于膜的过滤系统。

Dunn说:“在降低能耗和减少购买新膜的频率方面,这是一种回报。”。“如果我们想建造更多的海水淡化厂以减少水资源短缺,我们希望以一种不增加能源消耗的方式进行。这一切都是相互关联的。”

标签:今日头条橡胶橡胶应用橡胶原料行业资讯
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