The Potential of Electrodialysis with Mediating Solution (EDM) for Eliminating Alkaline Scaling: Experimental Validation and Mechanistic Elucidation

电渗析 缩放比例 化学 反向电渗析 生化工程 工艺工程 色谱法 工程类 生物化学 数学 几何学
作者
Hong Liu,Zi Hao Foo,Qianhong She
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:59 (12): 6307-6318 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acs.est.4c12907
摘要

Alkaline scaling in the cathode chambers of conventional electrodialysis (ED) stacks presents significant challenges when desalinating solutions containing divalent cations. This scaling, resulting from the combined effects of water electrolysis and the migration of divalent cations from the feedwater into the catholyte, further extends from the cathode chamber to the surfaces of both the cation exchange membrane (CEM) and the anion exchange membrane (AEM) in the adjacent dilute chamber. This study aims to mitigate alkaline scaling, without pretreatment or antiscalant dosing, by optimizing the ED stack design to restrict divalent cation transport toward the cathode. We evaluated three ED stack configurations, each forming the cathode chamber with a distinct ion transport control mechanism: (1) a monovalent selective cation exchange membrane (SCEM), (2) a bipolar membrane (BPM), and (3) a mediating solution chamber adjacent to the cathode chamber (EDM). Our results indicated that stacks employing the SCEM or BPM partially restricted divalent cation migration but remained vulnerable to scaling under higher feed salinities, due to weakened Donnan exclusion within the SCEM, and strong internal ion polarization at the BPM interface. In contrast, the EDM stack exhibited superior antiscaling performance by combining strong Donnan exclusion through an AEM with ionic buffering in the mediating solution chamber, effectively blocking cation transport and eliminating conditions conducive to scaling. Additionally, the EDM stack maintained low electrical resistance and high operational stability, making it a simple, efficient, and cost-effective solution for scaling mitigation in ED systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小火种儿发布了新的文献求助10
1秒前
大气的英姑完成签到,获得积分10
1秒前
酷丫完成签到,获得积分10
1秒前
Criminology34应助kiyo_v采纳,获得10
2秒前
dgqz完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
小生不才完成签到,获得积分10
3秒前
落寞灵安发布了新的文献求助10
3秒前
唐唐完成签到,获得积分10
3秒前
易生发布了新的文献求助10
5秒前
南乔给南乔的求助进行了留言
5秒前
含糊的冰安完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
墨兮完成签到,获得积分10
6秒前
goKR发布了新的文献求助10
6秒前
弎夜完成签到,获得积分10
6秒前
尔蝶完成签到 ,获得积分10
7秒前
25778完成签到 ,获得积分10
8秒前
黄天完成签到 ,获得积分10
8秒前
如风随水完成签到,获得积分10
8秒前
Mizuki完成签到,获得积分10
8秒前
领导范儿应助MRCHONG采纳,获得10
11秒前
13秒前
小鱼儿完成签到,获得积分10
14秒前
绵羊小姐应助又或采纳,获得50
14秒前
一叶知秋完成签到,获得积分10
16秒前
落寞灵安完成签到,获得积分20
16秒前
ljy完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
17秒前
18秒前
kkk发布了新的文献求助10
18秒前
今后应助lulufighting采纳,获得10
19秒前
天天快乐应助天晴采纳,获得10
20秒前
一只想做科研的狗完成签到,获得积分10
21秒前
快乐的窝瓜完成签到,获得积分10
21秒前
xiaolizi发布了新的文献求助10
21秒前
lalala应助落寞灵安采纳,获得10
21秒前
小火种儿完成签到,获得积分10
21秒前
可爱的函函应助jimmyyyyyy采纳,获得10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
The politics of sentencing reform in the context of U.S. mass incarceration 1000
基于非线性光纤环形镜的全保偏锁模激光器研究-上海科技大学 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6408271
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8227456
关于积分的说明 17452259
捐赠科研通 5461305
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2885946
邀请新用户注册赠送积分活动 1862381
关于科研通互助平台的介绍 1702018