博鱼综合体育选择性膜用于水和废水处理-先进材料的作用

　　博鱼综合体育选择性膜用于水和废水处理-先进材料的作用近日，莱斯大学（RiceUniversity）土木与环境工程学院李琪琳教授、清华大学环境学院黄霞教授、耶鲁大学化工与环境工程学院Menachem Elimelech教授、以及莱斯大学材料学院楼峻教授团队在知名期刊MaterialsToday（IF = 31）上发表了题为“Selective Membranes in Water and WastewaterTreatment: Role of Advanced Materials”的长文综述。本文系统讨论了水处理领域的膜过程现状、发展选择性膜的必要性、膜材料的选择性分离机理、以及有潜力用于制备高选择性膜的先进材料。本文不仅深入探讨了对不同目标组分（如水、离子、分子等）进行选择性分离的潜在膜材料、过程和机理，还讨论了发展高选择性膜材料和过程的实际需求、知识缺口、以及面临的技术挑战。本文还基于当前和未来的供水模式指明了高选择性膜材料的研究重点和方向。

　　膜分离作为一种性能高、占地小、模块化设计且容易自动控制的技术，在水处理领域得到了广泛应用。现有的膜材料可以分为水透过型膜和溶质透过型膜。其中，水透过性膜主要包括反渗透（RO）膜、正渗透（FO）膜、纳滤（NF）膜、超滤（UF）膜和微滤（MF）膜，其主要基于尺寸位阻效应或Donnan效应截留水中尺寸相对较大的离子、分子和颗粒物等污染物（图1）；溶质透过型膜主要包括离子交换膜（IEM）和液态膜（LM）博鱼·综合体育(中国)官方网站入口，其可在电场或浓差驱动下基于“溶解-扩散”模型实现对特定溶质的分离；膜蒸馏（MD）技术则是基于不同物质挥发性差异，实现水或者挥发性物质的分离。然而，尽管现有的膜材料和膜过程能够满足大部分的应用场景，它们大都存在“选择比/通量悖论”。即，随着目标组分通量的提高，其目标组分相对于竞争性组分的选择比急剧下降，造成了“选择比/通量”上限边界的存在（图2）。低通量会直接造成运行能耗的提高，而低选择比则会降低产水水质，间接增加产生高品质产物的运行成本。因此，提高膜材料的选择性和通透性具有重要意义。

　　先进材料的发展提高了不同膜材料和膜过程对不同目标组分（相对于竞争性组分）的选择性（表1）。其中，二维（2D）材料（如GO、TMD、Mxene）（图3）和等孔径材料（如多孔石墨烯、垂直排列CNT、MOF、COF、液晶聚合物）（图4）可以用来制备具有层压结构或者等孔径结构的水透过型膜，基于空间位阻效应和Donnan效应以及RO或NF过程，实现对水或小尺寸离子相对于大尺寸离子和分子的选择性分离；离子交换膜涂层材料（如PSS、PAH、PEI、HACC等）和液态膜萃取剂（如LIX84-I、LIX64N、DEHPA、PC88A等）可用于制备高选择性离子交换膜（IEM）或液态膜（LM）等溶质透过型膜（图5），在电场或浓差为驱动下，基于“溶解-扩散模型”原理实现对目标离子或分子相对于水或其他竞争性离子和分子的选择性分离。在该类材料中，目标离子或分子的尺寸可以小于、等于、甚至大于竞争性离子、分子等污染物；仿生水通道（如水通道蛋白、大环化合物等）和离子通道（如KcsA、POF、CEA、PCH等）材料可以用于制备仿生膜，以实现水相对于离子、或者目标离子相对于竞争性离子的高选择性、高通量分离（图6）。本文对各类材料的种类、功能和潜力做了详细的分析和讨论。

　　此外，除了膜材料本身，分离过程的运行条件也会影响系统整体的选择性，比如膜两侧驱动力强度（如压力、电场强度、浓差强度、温差等等）、透过侧溶液组分（溶剂成分、溶质浓度等）以及其他条件（如进水pH、膜面流速、温度、抗污染/结垢性能、长期运行稳定性等等）博鱼·综合体育(中国)官方网站入口。当前基于先进材料制备高选择性分离膜的研究还处在初级阶段，其在实用化过程中仍然面临巨大挑战：（i）缺乏可放大化的技术将纳米级的先进材料制备成大尺寸、强度高、稳定性好的膜材料；（ii）缺乏对部分膜分离过程（如IEM、仿生膜等）中不同组分传质机理的认知；（iii）需要可获得性高、成本低、绿色安全的先进原材料。这些挑战的解决将会带来选择性膜材料的重要突破，助力建设效果好、成本低、环境友好的未来水系统。

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　　2020年又是水处理行业大单频出的一年，相较2019年的54个10亿+水处理项目，总量超1400亿的市场而言，2020年水处理市场进一步释放。大项目多被国资央企牵头以联合体的形式拿下。据北极星水处理网统计，2020年，污水处理领域落地的10亿+大单有87个，投资总额高达2138亿元。其中，广东地区将15大项目纳入麾

　　2020年11月22日，住房和城乡建设部科技与产业化发展中心组织召开科技成果评估会，对深圳清泉水业股份有限公司（以下简称“深圳清泉”）自主研发的三项科技成果进行评估。经以彭永臻院士为首的专家组现场评定，深圳清泉的“高效生物膜法（上向流生物滤池组合脱氮除磷工艺）及模块化装备”、“上向流反硝

　　8月26日，嘉戎技术披露2022年半年度报告，2022年上半年，公司实现营业收入3.62亿元，同比增长25.78%；归属于上市公司股东的净利润4402.35万元，同比下降28.52%；归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润3502.61万元，同比下降15.34%；基本每股收益0.45元。公司主营业务为膜分离装备、高性能低温

　　高盐废水是指总含盐量至少3.5wt%的废水。高盐废水来源广泛、成分复杂，通常含有大量Cl-、SO42-、Na+、Ca2+、Mg2+等可溶性无机盐离子，以及含量不等的重金属离子。其中，火电厂洗煤工艺中产生的脱硫废水就是一种典型的工业高盐废水。因此，高盐废水的处理难度极大，能耗极高，并且处理过程中通常还伴有

　　盐湖提锂火了！在水务企业2021业绩整体表现不尽人意之时，很多企业开始将目光瞄向新的领域，而盐湖提锂这个站在“最强风口”上的赛道成为了如碧水源、巴安水务、久吾高科等膜分离技术企业的新的选择。那么，龙头企业们纷纷布局的“盐湖提锂”究竟是什么？他们为什么选择了这个赛道？盐湖提锂站上新风口

　　4月21日，厦门嘉戎技术股份有限公司（股票简称：嘉戎技术）敲钟上市，成功登陆深交所创业板。嘉戎技术本次公开发行股票2,913万股，其中公开发行新股2,913万股，发行价格38.39元/股，新股募集资金11.18亿元，发行后总股本11,649.7080万股。嘉戎技术主要从事膜分离装备、高性能膜组件等产品的研发、生产

　　4月8日，深交所官网发布《厦门嘉戎技术股份有限公司首次公开发行股票并在创业板上市网上路演公告》。厦门嘉戎技术股份有限公司首次公开发行人民币普通股A股并在创业板上市的申请已经深圳证券交易所创业板上市委员会审议通过，并已经中国证券监督管理委员会同意注册（证监许可[2022]499号）。嘉戎技术是

　　日前，中国石化联合会就《膜分离耦合法含苯系物废气治理工程技术规范》团体标准进行公开征求意见，详情如下：各有关单位：根据《关于印发2019年第一批中国石油和化学工业联合会团体标准项目计划的通知》（中石化联质函[2019]133号），由中国石油和化学工业联合会提出，中国化工环保协会组织制定的《膜

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　　光催化分离膜将膜分离与光催化结合在同一处理单元中，可发挥膜分离作用，同时也可以利用光催化剂高效降解水中的有毒有害污染物，提高膜的抗污染性能和水处理效率。因此是水处理领域的研究热点，并显示出巨大的应用潜力。本文综述了基于二氧化钛（TiO2）、氧化锌（ZnO）、石墨相氮化碳（g-C3N4）和氧化钨（WO3）四种常用催化剂的光催化分离膜的研究概况，重点对光催化分离膜的制备方法和性能进行了总结，光催化分离膜具有良好的发展前景，制备高效、稳定的可见光响应光催化分离膜是未来的发展趋势。

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　　7月6日—7月8日，青岛国际水大会在青岛西海岸新区顺利召开，大会以水资源、水环境、水生态、水安全为四条产业线，涵盖工业与城市污水资源化利用、城市饮用水安全保障、城市水务及智慧水务、海水淡化利用、膜分离技术、水生态修复、垃圾渗滤液处理以及污泥处理等诸多领域。陕西鼎澈膜科技有限公司（以下简称“鼎澈膜”）携最新产品——国产化高性能海水淡化膜参加本次大会，鼎澈膜营销总监王帅就产品特性、公司发展等问题与北极星环保网进行了深入交流。