资kaiyun欧洲杯app在苦咸水淡化过程中膜结垢机制研究方面取得进展

       资kaiyun欧洲杯app“环境监测与污染控制”科技创新团队在苦咸水淡化过程中膜结垢机制研究方面取得进展。研究成果以“Silica mitigated calcium mineral scaling in brackish water reverse osmosis”为题，发表在环境领域著名期刊《Water Research》（SCI一区，影响因子12.800）。        反渗透（RO）工艺已广泛用于苦咸水、海水淡化。在膜过滤过程中，进水溶液中的微溶性矿物盐通过均相成核或非均相成核的方式在膜表面沉积，引发膜结垢。矿物垢通常分为硅垢、非碱性垢（如：硫酸钙）和碱性（如：磷酸钙）垢三大类。这些矿物垢的形成可导致反渗透膜的性能恶化，寿命缩短。为实现反渗透中的高水回收率，许多研究致力于探索膜矿物垢的形成机制和控制策略。然而，这些工作更多地关注于对特定结垢类型的研究，对多种结垢离子共存于给水溶液这一    实际情况未充分考虑，而且由于矿物离子之间存在相互作用，仅基于溶解度的热力学计算不足以准确评估给水溶液的结垢倾向。此外，矿物盐的复合结垢行为和机理尚待进一步阐明。
       本研究探索硅和硫酸钙（非碱性垢）以及硅和无定形磷酸钙（碱性垢）的联合结垢对膜性能的独特影响。研究表明，相较于单一类型钙矿物盐存在的情形，给水中硅和钙矿物盐的共存显著缓解膜水通量衰减，这主要归因于硅介导的钙矿物结垢的缓解。在水中存在硅酸时，硅皮层就会在钙基矿物沉淀周围形成。硅质皮层的包裹阻碍了钙矿物的聚集及其形态演化，从而抑制了钙基矿物垢在膜表面的形成。本研究结果弥补了膜常规分析所带来的结垢过程信息缺失，并为给水预处理措施提供理论指导。         我院青年教师卢凯歌博士为本论文第一作者/第一通讯作者，北京师范大学环境学院黄海鸥老师为第二通讯作者。我院马双龙老师、化党领老师、刘红恩老师、李畅老师和宋佳老师，理学院秦毓辰老师为本工作做出重要贡献。该项工作得到国家自然科学基金（Grant No. 52100006），教育部水沙重点实验室开放基金（Grant No. SS202105）、河南农业大学青年英才项目（Grant No. 30500811）资助。
 
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135423008680