前沿关注技术：反应式电化学膜渗过滤[REM]

查看全部 · 发表于 2021-4-12 07:49:55

物理膜分离由于各种污垢的沉积和吸附而使膜的使用寿命收到影响。需要频繁的膜反冲洗和清洁以保持期望的分离效果，这提高了操作成本。通常，液压冲洗，生物灭菌剂或苛刻的化学清洁剂用于保持膜渗透物的通量，这对于膜的完整性或寿命是代价昂贵且可能有害的。

反应式电化学膜（REM）技术将使用低水平直流（DC）电来控制和减轻过滤或反洗中的膜污染，以更好地维持通量。包括许多以前的研究表明，使用各种形式的REM膜（即整体式多孔陶瓷，纳米纤维的电纺丝，以及加载了导电纳米材料的碳纳米纤维）作为电极和膜过滤器，都可以在直流电下产生阳极或阴极极化，因此可以通过与水化合，产生羟基自由基（·OH），有效地氧化有机化合物或表面污垢。

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与常规陶瓷膜过滤相比，电化学陶瓷膜将带来更多可衡量的协同作用，包括但不限于：耐久且稳定的陶瓷膜渗透通量，并在较长时间内没有显着污染阻塞，有机污染物或化合物在

水中得到降解，并减少膜污染和用于反洗所耗费的能量。这些功能通常不能在一个集成的膜工艺中一起体现。

REM技术具有很高的商业化潜力，因为：

（1）陶瓷膜和导电膜已经在各种领域的许多工业水和废水处理中实施（例如制药废水，染料和采矿废水处理）。因此，REM可以方便地部署或升级现有的陶瓷膜组件。
（2）许多工业应用中对高水质的需求不断增加。例如，半导体生产需要超高纯度水，并且对可靠和高效的过滤系统有很大的需求，以消除诸如盐，颗粒和有机物之类的水污染物。
（3）常规聚合物膜过滤在复杂水（例如腐蚀性或高含盐水）的处理中具有污垢，老化和不稳定性的固有限制。
（4）反应陶瓷过滤具有标志意义的创新将推进并将潜在的过滤行业从物理分离升级为多功能和可调节的反应性分离。

该技术代表了一种潜在的改变游戏规则的过滤技术，旨在提高水过滤效率，降低污染沉积的潜在可能（提高耐久性和稳定性），实现高通量的水渗透和有机物的预氧化。因此，可以节省膜反洗，膜维护，减少停机时间或离线时间的成本，减少膜清洗的化学药剂使用，及减少更换污垢或老化的膜;减少泵送能耗;基于REM表面的电化学氧化反应，也可以有效去除水中的酚。

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