新水过滤膜值得投资的

高性能水过滤系统-必要的减少缺水还可以降低成本和能源消耗,一个新的由西北大学分析发现。

在新的研究中,研究人员进行了膜过滤系统高层分析来评估成本、能源消耗和温室气体排放与海水淡化和污水处理。研究人员专门检查防污膜,高性能过滤系统抗污染物的积累。

尽管foul-resistant膜可能花费更多的钱购买时,他们花费更少比便宜的一生,non-foul-resistant膜,需要经常清洗,需要经常更换。事实上,研究人员发现,城市污水设施可能会多花43%防污膜污水处理和三倍防污膜海水淡化,仍然维持基本的运营成本。

随着老化的基础设施和气候变化压力水的供应,许多市政当局和研究人员正在探索过程,包括海水淡化、污水处理、能够增加水资源从传统的水资源更少,如微咸水。投资防污膜前期可能有助于降低这些成本通常昂贵的处理系统。

“日益枯竭的水资源、海水淡化等技术正变得比以往任何时候都重要,”西北大学的说詹妮弗•邓恩领导工作。“但是总有工程性能和成本之间的权衡。过滤系统可能会有惊人的表现,但如果成本太高,那么人们就不会采用这种技术。我们希望我们的建模和分析可以帮助指导研发。”

的研究发表在《华尔街日报》8月15日ACS ES&T工程。这标志着第一次的国际合著发表研究美国12月协作水能研究中心(CoWERC)全球研究机构组成的财团,自来水公司和私人公司,探索新能源及联系解决关键的挑战。

邓恩是西北大学化学和生物工程副教授麦考密克工程学院和导演的工程中心可持续性和弹性。Sabyasachi Das和玛格丽特·奥康奈尔,邓恩的实验室的成员,都是论文的co-first作者。

在膜过滤系统中,膜作为饮用水和污染物之间的物理屏障。泵将水通过膜,这是充满微、纳米,甚至小毛孔。膜陷阱微粒同时允许水流通过毛孔。

污染发生在膜表面的污染物积累,堵塞毛孔。当膜污染的经历,需要高压力泵水通过。然而,最终污染变得如此广泛的膜必须清除,甚至完全取代。能源和成本增加水压力,清洁和更换可以增加处理设施的运营成本。

相比之下,防污膜的表面化学专业,防止污染物积累。这将导致减少的频率清洁和膜的整体延长寿命。在这项研究中,研究人员发现,提高膜的寿命是最有影响力的因素,降低了运营成本。

“整个海水淡化过程围绕这个膜,”Dunn说。“我们能做些什么来改变膜的一生或降低清洗成本将有助于减少洁净水的成本。”

邓恩希望这项研究将有助于政策制定者、决策者和水处理厂运营商意识到水处理设施可以容忍使用更昂贵的成本,高效率薄膜。尤其是海水淡化厂,其中65%已经在使用膜基过滤系统。

“回报的减少能源消耗和减少频率购买新膜,”Dunn说。“如果我们想建立更多的海水淡化厂减少水资源短缺,我们要做到,不增加能源消耗。都是相互联系的。”

参考:Das年代,奥康奈尔毫克,徐H, et al .评估进展防污膜改善经济和可持续发展的水处理过程。ACS是英格。2022年。doi:10.1021 / acsestengg.2c00184

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