Исследователи Вандербильта являются частью группы, которая разработала передовой метод, направленный на то, чтобы сделать удаление соли из промышленных сточных вод с высоким содержанием солей гораздо более энергоэффективным и экономичным.
Концепция ОДГ . Авторы и права: Природная вода (2023 г.). DOI: 10.1038/s44221-023-00095-4
Хотя опреснение с помощью обратного осмоса добилось огромных успехов, позволяя удалять соль из морской воды менее чем за пенни за галлон, оно по-прежнему не справляется с удалением соли из сточных вод таких отраслей, как горнодобывающая, нефтегазовая и электроэнергетика. и во внутренних солоноватых водах. Промышленные рассолы в настоящее время закачиваются в глубокие геологические формации или перемещаются в пруды-испарители, и оба метода захоронения сталкиваются с более серьезными нормативными и экологическими проблемами.
Нулевой сброс жидкости и минимальный сброс жидкости, в которых используются специально разработанные системы очистки для устранения рассолов или минимизации объема рассола, уже требуются в некоторых странах для определенных отраслей промышленности, и ожидается, что в ближайшее время они получат более широкое распространение. Текущие обработки ZLD/MLD обычно включают технологию, называемую механической компрессией пара, которая вырабатывает тепло от электричества для испарения соляных растворов до тех пор, пока не останется соль. Из-за высоких капитальных и эксплуатационных затрат MVC эти процессы недоступны для многих пользователей.
Доцент кафедры гражданской и экологической инженерии и научный сотрудник канцлера факультета 2023 года Шихонг Лин и его команда, включая исследователей из Университета штата Колорадо, считают, что у них есть ответ на эту дилемму.
В статье, опубликованной на обложке журнала Nature Water, Лин и его коллеги описывают новую технологию обработки рассола, называемую электродиалитическим кристаллизацией, которая может снизить потребление энергии и затраты на кристаллизацию рассола. Фундаментальный принцип EDC, по мнению исследователей, подобен электродиализу, процессу, который использовался в различных отраслях промышленности для опреснения и концентрирования рассола.
В ЭД используется электрическое поле, которое проталкивает ионы через ионообменные мембраны. Размещая ИЭМ различных типов определенным образом, ЭД может производить потоки деионизированной воды и потоки концентрированного рассола. Исследователи говорят, что с некоторыми изменениями конфигурации этого процесса EDC удерживает рассол внутри интегрированной системы и использует электрическое поле для индуцирования кристаллизации соли без использования дорогостоящих методов испарения.
«Устранение испарения является ключом к разработке потенциально энергоэффективных процессов кристаллизации рассола», — говорится в документе.
Одна из основных технических проблем заключается в том, что когда определенные ионы проходят через ИЭМ, они затягивают через себя слишком много воды и снижают эффективность процесса концентрирования потока рассола. Это явление, называемое электроосмосом, предотвращает эффективную кристаллизацию некоторых солей. Исследователи заявили, что улучшенная конструкция мембраны и оптимизированная работа потенциально могут решить эту проблему и сделать EDC более универсальным.
Тем не менее, для солей, с которыми может работать ЭДХ, команда провела предварительный анализ и показала, что ЭДХ в сочетании с обратным осмосом потенциально может потреблять гораздо меньше энергии, чем МЦС для кристаллизации рассола.
