Trends in der Membrantechnologie für eine nachhaltige Wasseraufbereitung

Der Forschungsartikel „Ein Überblick über neue Trends in der Membranwissenschaft und -technologie für eine nachhaltige Wasseraufbereitung“ wurde im Journal of Cleaner Production von Elsevier veröffentlicht.

Abstrakt

Der Zugang zu sauberem und trinkbarem Wasser wird weiterhin eine globale Herausforderung bleiben, da nachhaltige Lösungen weit hergeholt sind. Es ist äußerst wichtig geworden, die Effizienz herkömmlicher Membrantechnologien und -technologien zur Wasseraufbereitung zu verbessern, um deren schädliche Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. Im letzten Jahrzehnt wurden einige Nachhaltigkeitslösungen vorgeschlagen und untersucht. Daher wird in diesem Artikel ein kritischer und umfassender Überblick über neue Trends in der nachhaltigen membranbasierten Entsalzung und Abwasserbehandlung gegeben.

Zu den aufkommenden Trends in der Membranwissenschaft und -technologie für nachhaltige Entsalzungs- und Kreislaufwirtschaftslösungen gehören die Wiederverwendung von Membranen, die Wiederverwendung von Abfallsole oder -schlamm, die Energiegewinnung aus Abfällen und die Abfallreduzierung durch Membran-Antifouling-Ansätze. RO-Membranen, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben, werden als UF- und NF-Membranen wiederverwendet, während extrem beschädigte Membranen in Membran-Biofilmreaktoren oder als Trägermaterialien für recycelte Anionenaustauschmembranen verwendet werden. Es gibt mehr Forschung zu Prozessen, die in PRO zur Energiegewinnung aus Abfällen integriert sind. Der Einsatz membranbasierter ZLD-Ansätze wird auch intensiviert, um die Wasserrückgewinnung, die Rückgewinnung gelöster Stoffe und die Rückgewinnung von Edelmetallen und Chemikalien aus Abwasser und Entsalzungskonzentraten zu verbessern. Nachhaltigere Materialien wie QDs und grüne Lösungsmittel für die Membransynthese werden entwickelt, es sollten jedoch weitere Untersuchungen zu ihrer Toxizität durchgeführt werden. Viele herkömmliche Membransynthesemethoden wie Gießen, Beschichten, Aufpfropfen und Aufdampfen unterstützen kein schnelles Prototyping. Der 3D- und 4D-Druck hat in jüngster Zeit Forschungsaufmerksamkeit für schnelles Prototyping und Flexibilität bei der Herstellung von Membranmodulmaterialien auf sich gezogen. KI-Tools wurden in aktuellen Studien auch als effektive zukünftige Lösungen für die Entscheidungsfindung sowie für die Vorhersage, den Betrieb und die Steuerung membranbasierter Wasseraufbereitungsprozesse vorgestellt. Die mit diesen aufkommenden Trends verbundenen Herausforderungen werden in diesem Bericht ebenfalls erörtert.

Den vollständigen Artikel finden Sie auf ScienceDirect.