用肥料驱动的FO和MD集成工艺用于页岩气产生的水处理:绘制解决方案评估和PAC增强
Haiqing Chang1, Zeren Ma1, Dan Qu2
1MOE Key Laboratory of Deep Earth Science and Engineering, College of Architecture and Environment, Sichuan University, Chengdu 610207, China; State Key Laboratory of Intelligent Construction and Healthy Operation and Maintenance of Deep Underground Engineering, Sichuan University, Chengdu, 610065, China.
Water research
|September 14, 2024
概括
本研究介绍了一种集成的以肥料驱动的前透析 (FDFO) 和膜蒸 (MD) 工艺,用于处理具有挑战性的页岩气产生的水 (SGPW). 这种新的方法有效地减少了膜污染,并改善了潜在灌的水质.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 水处理技术水处理技术
背景情况:
- 页岩气产水 (SGPW) 由于其复杂的组成,因此存在重大处理挑战.
- 现有的前透 (FO) 和膜蒸 (MD) 方法用于SGPW海水淡化,与膜污染作斗争.
- 肥料抽取溶液 (DS) 提供高透压,可能减少FO污染,并使灌再利用.
研究的目的:
- 建议和评估用于SGPW处理的综合化肥驱动FO (FDFO) 和MD工艺.
- 评估不同肥料抽取溶液的特性和粉末活性炭 (PAC) 增强剂的影响.
- 分析污染减缓背后的机制,并透到FDFO-MD系统中的质量改进.
主要方法:
- 一个集成的FDFO-MD过程被设计用于SGPW处理.
- 测试了各种肥料抽取溶液 (KCl, (NH4) 2SO4,MgCl2,NH4H2PO4) 的情况.
- 粉末活性炭 (PAC) 用于增强稀释吸水溶液的处理.
- 测量了关键性能指标,如MD流量,透导电性,反向盐流量和膜疏水性.
主要成果:
- 肥料DS (KCl和 (NH4) 2SO4) 实现了高的MD流量 (36.8-38.8 L/(m2·h)) 和低的透导电性 (<50 μS/cm).
- MD膜接触角度与FO增加了113%,表明污染减少.
- 基于MgCl2和NH4H2PO4的DS显示了较低的反向盐流量 (0.9-3.2 g/m2·h)).
- PAC处理进一步降低了MD透电导率至35μS/cm,并保持了膜水性 (71-83%).
结论:
- 集成的FDFO-MD工艺对于处理SGPW,减轻膜污染和提高透质量是有效的.
- 肥料抽取溶液适用于SGPW处理和潜在的灌再利用.
- 增强PAC是一种可行的方法,可以进一步提高透质量和膜性能.


