研究的興趣

主要研究方向為膜技術在海水淡化、回收和再利用方麵的應用。膜法是目前和未來可能出現的一種新興的、最有前途的海水淡化和高級淨水技術。反滲透(RO)是一種應用廣泛的膜工藝，它可以從非傳統水源(海水、微鹹水和處理過的廢水)中產生高質量的水，與大多數傳統處理工藝相比具有競爭優勢。研究還表明，反滲透膜可以很好地阻隔新出現的有機汙染物，如DBPs(產品消毒)和EDCs(內分泌幹擾化學品)。

我在這一領域已經工作了20年，我所進行的研究項目涵蓋了膜技術的廣泛領域，包括橫流膜工藝的基礎理論，汙垢表征和緩解，工藝優化和節能。在我的學術生涯中，我將繼續在膜脫鹽領域進行研究。此時此刻，在不久的將來，我將在以下四個方麵進行研究。

1.膜汙染的表征和緩解

膜汙染是影響膜技術在海水淡化和淨化中更有效應用的最嚴重問題之一。控製膜汙染的成本是海水淡化總成本的主要組成部分。膜汙染的控製措施包括預處理、膜清洗和膜更換。我在這方麵的研究計劃將從開發一種更有效的方法來表征給水汙染的類型和強度開始。為此目的，將在批量和/或中試規模的反滲透裝置上測試本地水源，這些水源可能是反滲透工藝的當前或潛在給水，以進行汙垢表征，這意味著確定汙垢率和汙垢識別。然後將測試和評估各種預處理方法在減少汙染方麵的有效性。本研究項目的理論開發還包括在給定操作條件下(給水質量、平均滲透通量、工藝回收和預處理選項)汙垢發展的先進建模和模擬方法。借助理論建模工具，可以製定最有效、最經濟的汙垢控製策略。

2.RO脫鹽工藝優化與節能

反滲透脫鹽是一個能源密集型的過程。能源消耗占海水淡化總成本的很大一部分，可高達RO工藝總成本的50%以上。自20世紀60年代技術出現以來，人們一直在努力減少反滲透脫鹽的能源消耗，以使其成為一種更經濟的供水方式。然而，能源消耗仍然是反滲透海水淡化的最大成本組成部分，並提供了進一步降低成本的最大潛力。在本研究領域，我將首先研究最廣泛使用的反滲透膜結構的能量使用:6-8個膜元件在長壓力下串聯放置

容器、壓力容器采用多級聖誕樹結構布置。將為這種構型的反滲透係統建立數學模型。然後將數學模型應用於工藝優化，使反滲透海水淡化的能耗或總成本最小化。此外，將研究反滲透海水淡化係統的新配置(例如，短壓力容器或平行膜元件布置)，以提高海水淡化的能源效率。

3.小規模應用的膜脫鹽

有必要建立小型海水淡化係統(200立方米/天或更小)，為分散在廣大農村地區的社區和居民點提供海水和微鹹地下水，因為那裏沒有淡水資源，或者已經充分分配。傳統的反滲透技術不能充分滿足小規模脫鹽的需要，因為小規模反滲透係統的回收率較低，能源效率較低，導致處理過的水量的成本比大規模脫鹽高得多。小型反滲透係統低回收率和低能源效率的根本原因是膜元件數量不足，無法形成大型反滲透係統常用的結構，以優化回收率和最小化能量。我在這方麵的研究計劃是研究一種新穎的RO結構，其特點是膜元件的平行排列加上封閉的濃度循環。所謂的閉路脫鹽RO (CCDRO)係統完全消除了與精礦排放相關的能源浪費，因為精礦流在排放時是無壓力的。通過封閉的濃縮循環，CCDRO可以實現高水回收率，不再依賴於膜元素的數量。CCDRO係統的這兩個特點可以顯著提高小規模反滲透脫鹽的總體性能，特別是能源效率。在不同的情況下，將調查和評估高回收率/高能源效率和更昂貴的反滲透係統之間的權衡。

4.廢水回收及回用

在幹旱和半幹旱地區，廢水可以通過適當的技術成為一種重要而可靠的水源。由於廢水中經常含有大量的雜質，單一的膜工藝通常在技術上或經濟上都不足以處理廢水達到回收和再利用的標準。采用膜生物反應器+反滲透膜的一體化膜處理技術可以較好地解決廢水回用和回用的問題。再生水可用於工業用水和地下水的補給，可節省淡水供飲用水使用。與增加新的海水淡化能力的成本相比，廢水回收的成本分析是一個值得研究的有趣課題。