Video Experimental Relacionado

Updated: Sep 10, 2025

Ion-Exchange Membranes for the Fabrication of Reverse Electrodialysis Device

Ion-Exchange Membranes for the Fabrication of Reverse Electrodialysis Device

Published on: July 20, 2021

Membranas polielectrolíticas para la recuperación selectiva de nutrientes de las aguas residuales contaminadas con

Su Liu¹, Juhee Kim², Xiaoyue Xin²

¹Key Laboratory of Organic Compound Pollution Control Engineering (MOE), School of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai, 200444, China; School of Civil and Environmental Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, United States.

|August 27, 2025

Resumen

Las membranas capa por capa recuperan efectivamente los nutrientes y rechazan los PFAS en la ósmosis frontal. Este enfoque innovador mejora el reciclaje de recursos y el tratamiento del agua, superando a las membranas tradicionales.

Área de la Ciencia:

Ciencias del medio ambiente
Ciencias de los materiales
Ingeniería Química

Sus antecedentes:

Las aguas residuales contienen nutrientes valiosos (NH4+, PO43−) y contaminantes nocivos como las sustancias per- y polifluoroalquilo (PFAS).
Los métodos de tratamiento convencionales a menudo tienen dificultades para recuperar simultáneamente los nutrientes y eliminar eficazmente los PFAS.

Objetivo del estudio:

Evaluar las membranas capa por capa (LbL) para la recuperación simultánea de nutrientes y el rechazo de PFAS en la ósmosis frontal (FO).
Comparar el rendimiento de las membranas LbL con las membranas comerciales de triacetato de celulosa (CTA) para el tratamiento del agua y el reciclaje de recursos.

Principales métodos:

Fabricación de membranas LbL mediante deposición alterna de sulfonato de poliestireno (PSS) y cloruro de poli (dimetil diallilo amonio) (PDDA) en un sustrato poroso.
Pruebas de rendimiento en ósmosis frontal (FO) utilizando soluciones mono disueltas y efluentes AnMBR reales que contengan nutrientes y PFAS.
Comparación del rendimiento de las membranas LbL con las membranas CTA FO comerciales.

Principales resultados:

Las membranas LbL mostraron una recuperación de nutrientes significativamente mayor (aumento de 4 a 38 veces) y una selectividad de nutrientes/PFAS (aumento de 5 a 95 veces) en comparación con las membranas CTA en FO.
Mejor rendimiento atribuido a una doble capa eléctrica extendida (EDL) dentro de los poros de la membrana LbL, mejorando el rechazo de PFAS y la permeabilidad de nutrientes/sal.
Las membranas LbL demostraron una recuperación superior de nutrientes y una mitigación de PFAS en FO, pero un menor rechazo de PFAS en ósmosis inversa (RO), lo que indica una eficacia específica del proceso.

Conclusiones:

Las membranas LbL ofrecen una solución prometedora para la recuperación simultánea de nutrientes y la mitigación de PFAS en la ósmosis frontal.
El estudio destaca el potencial de la separación de precisión utilizando membranas LbL para el tratamiento sostenible del agua y el reciclaje de recursos.
Se requiere una mayor investigación sobre el rendimiento de las membranas dependientes del proceso para optimizar las estrategias de tratamiento del agua.

Palabras clave:

Doble capa eléctrica Osmosis hacia adelante Las membranas LbL Recuperación de nutrientes Las sustancias per- y polifluoroalquilo

Más Videos Relacionados

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Published on: April 7, 2017

Three-Dimensionally Printed Microfluidic Cross-flow System for Ultrafiltration/Nanofiltration Membrane Performance Testing

Three-Dimensionally Printed Microfluidic Cross-flow System for Ultrafiltration/Nanofiltration Membrane Performance Testing

Published on: February 13, 2016

Videos de Conceptos Relacionados

Potentiometry: Membrane Electrodes

Potentiometry: Membrane Electrodes

Membrane electrodes, also known as p-ion electrodes, use membranes that selectively interact with free analyte ions, generating a potential difference across the membrane. The resulting membrane potential, known as the asymmetry potential, is not zero even when analyte concentrations on both sides of the membrane are equal. The membrane's response is typically not selective to a single analyte but proportional to the concentration of all ions in the sample solution capable of interacting at...

Osmosis and Osmotic Pressure of Solutions

Osmosis and Osmotic Pressure of Solutions

A number of natural and synthetic materials exhibit selective permeation, meaning that only molecules or ions of a certain size, shape, polarity, charge, and so forth, are capable of passing through (permeating) the material. Biological cell membranes provide elegant examples of selective permeation in nature, while dialysis tubing used to remove metabolic wastes from blood is a more simplistic technological example. Regardless of how they may be fabricated, these materials are generally...

Detergent Purification of Membrane Proteins

Detergent Purification of Membrane Proteins

Detergents are used to purify the integral proteins of the membrane. The hydrophobic portion of the detergent can replace membrane phospholipids while solubilizing the membrane proteins. When detergent monomers reach a specific concentration in a solution called critical micelle concentration (CMC), they form micelles. Above CMC, the concentration of the detergent monomers remains in equilibrium with the micelle. The number of detergent monomers present in the CMC varies for each detergent, and...

Dialysis

Dialysis

Dialysis is a diffusion-based purification process that separates analyte molecules from a complex matrix. This is accomplished by allowing molecules in the solution to pass through a semipermeable membrane into a liquid on the other side. The membrane is usually made of cellulose acetate or cellulose nitrate, and the second liquid must be miscible with the solution. Ions (e.g., chloride or sodium) or organic molecules (e.g., glucose) can pass through the membrane pores, which generally have...