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不同能量回收组合工艺下海水淡化系统比能耗分析

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工业水处理 2024年第5期44卷 212-217页

作者：宋结民汪程鹏王生辉刘军寇佳文杨一帆田修贵海南大学机电工程学院海南海口570228 自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 天津市蓝十字膜技术有限公司天津300192

能量回收装置能够降低反渗透海水淡化系统的比能耗与运营成本,是重要的核心节能装备。预设进水流量与回收率均相同的反渗透海水淡化系统,提出无透平单级、单透平单级、双透平双段、单透平段间增压这4种组合工艺,对反渗透系统进行工艺路... 详细信息

能量回收装置能够降低反渗透海水淡化系统的比能耗与运营成本,是重要的核心节能装备。预设进水流量与回收率均相同的反渗透海水淡化系统,提出无透平单级、单透平单级、双透平双段、单透平段间增压这4种组合工艺,对反渗透系统进行工艺路线设计和设备选型研究。为验证组合工艺的性能,选取两种计算方式对系统比能耗进行分析。结果表明,能量回收技术能够降低系统比能耗,通过对透平式能量回收装置进行优化组合,特别是双透平双段式和单透平段间增压式的组合工艺能够大幅降低系统比能耗和综合成本。

关键词：海水淡化反渗透比能耗能量回收装置

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基于中空纤维的灌流培养细胞截留技术的研究

膜科学与技术 2024年第3期44卷 185-192页

作者：徐聪贾辉秦卿雯韩永良白静娜李雯安子韩王捷天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 河南工业大学环境工程学院郑州450001 天津汉晴环保科技有限公司天津300401 自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

近年来由于生物制药行业对于蛋白产品需求的日益增加,连续型细胞培养工艺的灌流培养模式越来越受到重视.为了维持生物反应器中较高的细胞数量和生产力,收获纯度较高的蛋白产品,需要一种良好的分离装置来保留生物反应器中的细胞.本文在... 详细信息

近年来由于生物制药行业对于蛋白产品需求的日益增加,连续型细胞培养工艺的灌流培养模式越来越受到重视.为了维持生物反应器中较高的细胞数量和生产力,收获纯度较高的蛋白产品,需要一种良好的分离装置来保留生物反应器中的细胞.本文在比较不同类型的细胞截留技术的基础上,总结了中空纤维过滤技术操作条件温和、通量大、过滤精度高且应用广泛的优势.为了缓解中空纤维过滤过程中存在的膜污染问题,延长膜组件寿命,本文还分析了灌流培养常用的中空纤维膜材质、孔径大小、组件内径、长度及填充密度等设计因素,讨论了不同的切向流过滤操作参数对膜组件的影响,以期为灌流培养工艺领域中细胞分离用中空纤维膜组件的设计与优化提供理论依据.

关键词：灌流培养中空纤维膜组件细胞截留切向流过滤组件优化

TVC-MED海水淡化系统运行优化试验研究

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盐科学与化工 2024年第7期53卷 40-44页

作者：邢兆强郭浩依庆文张文帅天津国投津能发电有限公司天津300480 自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192

文章针对低温多效海水淡化(MED)与蒸汽抽射压缩器(TVC)耦合系统的工作特征,建立TVC-MED影响方式模型,分析TVC不同抽气运行模式对于MED造水比(GOR)的影响,通过优化设置TVC位置及调节蒸发器二次蒸汽量,对TVC-MED系统进行了优化改造,并通... 详细信息

文章针对低温多效海水淡化(MED)与蒸汽抽射压缩器(TVC)耦合系统的工作特征,建立TVC-MED影响方式模型,分析TVC不同抽气运行模式对于MED造水比(GOR)的影响,通过优化设置TVC位置及调节蒸发器二次蒸汽量,对TVC-MED系统进行了优化改造,并通过现场运行试验,综合评价了改造后TVC-MED系统性能的提升效果。结果显示,TVC-MED系统优化改造后,海淡造水比平均提升1.06,产品水产量增加147 t/h,可累计增产淡水产值1545.24万元/a。

关键词： TVC-MED 二次蒸汽运行优化造水比

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新能源在海水淡化中的应用

盐科学与化工 2024年第7期53卷 52-54页

作者：李露靳少培潘春佑曹冬梅韩志男康权初喜章自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 天津水文水资源勘测管理中心天津300061

随着全球水资源短缺的问题日益突出,新能源技术的引入成为解决海水淡化成本及碳减排的重要途径。文章将探讨新能源技术对海水淡化过程的影响,并对新能源海水淡化技术的发展趋势及前景进行了预测。

关键词：海水淡化风能太阳能储能

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荧光示踪剂在监测二级水浓缩倍数中的应用

盐科学与化工 2024年第5期53卷 37-39,46页

作者：焦春联侯相钰孟小莉陈冲崔振东成国辰尹建华自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 天津市中海水处理科技有限公司天津300345

文章针对反渗透海水淡化二级产品水作为循环冷却系统补充水时,水中离子含量低、药剂干扰大,导致浓缩倍数计算结果偏差大的问题,采用添加荧光化合物的方法监测系统浓缩倍数,并探讨了荧光示踪剂1,3,6,8-芘四磺酸钠在去离子水中的荧光特性... 详细信息

文章针对反渗透海水淡化二级产品水作为循环冷却系统补充水时,水中离子含量低、药剂干扰大,导致浓缩倍数计算结果偏差大的问题,采用添加荧光化合物的方法监测系统浓缩倍数,并探讨了荧光示踪剂1,3,6,8-芘四磺酸钠在去离子水中的荧光特性,考察了杀菌剂、阻垢缓蚀剂对荧光特性的影响;采用静态阻垢性能试验方法,模拟冷却系统条件,综合评价了浓缩条件变化对其荧光特性的影响。结果表明,1,3,6,8-芘四磺酸钠荧光信号稳定,能够有效监测循环冷却系统浓缩倍数变化。

关键词：荧光示踪剂 1,3,6,8-芘四磺酸钠循环冷却系统反渗透海水淡化二级水浓缩倍数

聚多巴胺-氧化石墨烯-碳纳米管层状复合脱盐膜的制备及性能稳定性研究

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水处理技术 2024年第5期50卷 25-29,40页

作者：魏杨扬高学理王剑王小娟高从堦张雨山自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100

二维纳米材料氧化石墨烯(GO)可通过层层堆叠成膜、构建层间毛细孔道,用于脱盐应用。然而,GO膜在运行过程中的渗透性能及其稳定性都有待提升。以亲水的碳纳米管(CNTs)为改性物,在聚多巴胺(PDA)修饰的基膜上交替喷涂多层GO(MLGO)和CNTs,... 详细信息

二维纳米材料氧化石墨烯(GO)可通过层层堆叠成膜、构建层间毛细孔道,用于脱盐应用。然而,GO膜在运行过程中的渗透性能及其稳定性都有待提升。以亲水的碳纳米管(CNTs)为改性物,在聚多巴胺(PDA)修饰的基膜上交替喷涂多层GO(MLGO)和CNTs,制备出了多元层状复合脱盐膜。当MLGO-CNTs的单位面积质量为72 mg/m^(2)时,复合膜在5 bar操作压力下对1 g/L Na_(2)SO_(4)溶液的盐截留率最高达到92.8%,水通量最高可达到4.8 L/(m^(2)·h·bar),较PDA-MLGO膜提高了71.4%。在400 h的连续错流过滤实验中,复合膜的水通量稳定性高于PDA-MLGO膜。CNTs的管内空间和MLGO-CNTs组装间隙为复合膜引入了有效的渗透通道。

关键词：氧化石墨烯膜碳纳米管喷涂脱盐

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双极膜电渗析资源化硝酸钠制酸碱

无机盐工业 2024年第7期56卷 104-111页

作者：范乐李浩刘国昌徐守疆王海涛李国才常娜天津工业大学化学工程与技术学院天津300387 自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 泉州市海丝节水科技有限公司福建泉州362008 天津工业大学环境科学与工程学院天津300387

工业生产中产生的含有NaNO_(3)的高盐废水是一种可回收再利用的资源,通过双极膜电渗析(BMED)技术可制备出相应的酸和碱,对高盐废水的资源化利用具有重要的意义。采用三隔室双极膜电渗析膜堆,以NaNO_(3)溶液模拟高盐废水制备HNO_(3)和NaO... 详细信息

工业生产中产生的含有NaNO_(3)的高盐废水是一种可回收再利用的资源,通过双极膜电渗析(BMED)技术可制备出相应的酸和碱,对高盐废水的资源化利用具有重要的意义。采用三隔室双极膜电渗析膜堆,以NaNO_(3)溶液模拟高盐废水制备HNO_(3)和NaOH。选取能耗、电流效率、转化率作为评价指标,探究电流密度、原料液浓度、极液种类及浓度、酸碱室初始浓度对BMED制酸碱过程的影响。结果表明:随着电流密度的增大,盐转化率提高,能耗增加;随着原料液浓度的增大,电流效率增加,能耗降低,原料液浓度过高会导致电流效率明显降低;极液以3%(质量分数)的NaOH最宜;酸碱室初始浓度的增加可提高盐转化率,降低能耗。综合各因素最优参数进行实验,在电压为35 V、电流密度为700 A/m^(2)、酸碱室初始浓度为0.05 mol/L、原料液为12%(质量分数)的硝酸钠、极液为3%(质量分数)的NaOH的条件下,制得的碱浓度为2.227 mol/L,盐转化率可达93.42%,电流效率为60.83%,能耗为3.23 kW·h/kg。研究结果可为工业生产中NaNO_(3)高盐废水的资源化利用提供参考。

关键词：双极膜电渗析硝酸钠氢氧化钠

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反渗透海水淡化系统混合膜设计

净水技术 2024年第1期43卷 132-139页

作者：苏慧超李逢时徐国荣赵剑超赵河立自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 山东电力建设第三工程有限公司山东青岛266100

节能型反渗透海水淡化系统的设计对于进一步降低制水成本,促进海水淡化的普及应用意义深远。混合膜设计(HID)是一种新颖的反渗透系统设计方式,其特色是在同一个压力容器内排列不同类型的膜元件,通过不同膜元件性能互补实现效益最大化。... 详细信息

节能型反渗透海水淡化系统的设计对于进一步降低制水成本,促进海水淡化的普及应用意义深远。混合膜设计(HID)是一种新颖的反渗透系统设计方式,其特色是在同一个压力容器内排列不同类型的膜元件,通过不同膜元件性能互补实现效益最大化。文中采用软件模拟方式,以水质、能耗、配流为考察指标,首先对杜邦(DuPont)、LG、东丽(Toray)、海德能(Hydranautics)四大主流膜产品在HID中的性能差异进行对比,结果表明,Toray膜在平衡流量和节能效率方面具有明显优势。进一步以Toray膜为研究对象,深入探讨温度和配置比例对性能指标的影响,结果表明,温度是影响HID的一个重要因素,在水温低、水质变化较小的北方海域,HID节能效应更突出,效率可达9%,流量平衡效应明显增强。

关键词：反渗透海水淡化混合膜设计(HID) 平衡流量能耗节约

PTFE中空纤维膜蒸馏高盐废水浓缩实验研究

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盐科学与化工 2024年第3期53卷 29-31,34页

作者：王付杉李继超邢玉雷韩克鑫徐国荣自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所天津300192 山东电力建设第三工程有限公司山东青岛266035

文章选择工业生产中常见的含氯化钠(NaCl)高盐废水,以疏水性PTFE中空纤维膜组件为载体,采用真空膜蒸馏的方式进行浓缩处理实验研究,研究各操作条件对膜通量和截盐率的影响,并验证实验可行性。实验结果表明,膜下游侧压力增加,膜通量会逐... 详细信息

文章选择工业生产中常见的含氯化钠(NaCl)高盐废水,以疏水性PTFE中空纤维膜组件为载体,采用真空膜蒸馏的方式进行浓缩处理实验研究,研究各操作条件对膜通量和截盐率的影响,并验证实验可行性。实验结果表明,膜下游侧压力增加,膜通量会逐渐降低;废水料液流量和料液温度的增加均有助于提高膜通量;废水料液浓度的增加,会抑制传质过程,降低膜通量。各操作条件对膜截盐率的影响很小,膜截盐率一直保持在99.8%以上,说明PTFE中空纤维膜蒸馏用于高盐废水浓缩具备可行性。

关键词： PTFE中空纤维膜蒸馏高盐废水膜通量截盐率