报告题目：基于膜过程的选择性溶质分离以及高盐水处理

报告人：  王若宇

报告时间：2023年6月29日（星期四）10:00

报告地点：线下 新环境大楼208多媒体教室

邀请人：  邵嘉慧

报告摘要：

    选择性溶质-溶质分离是膜分离过程重要的新前沿并有着广阔的应用前景。相比于常见的溶质-溶剂膜分离过程（如水淡化或净化），溶质-溶质膜分离过程的理论体系和技术发展还处于一个起步阶段。以基于纳滤的锂镁离子分离为例，文献中大部分的研究都聚焦于制备性能更好的纳滤膜。然而何为“性能更好”？回答这个看似简单却重要的问题必须基于对分离过程的理解。本报告的前半部分将介绍基于纳滤的溶质-溶质分离过程的性能指标，以及运行条件与膜性质对分离性能的影响。以锂镁分离为主要背景，本报告将指出锂镁离子分离的核心性能指标，并论述了不同组分的传质应如何迎合该性能指标。通过对过程层面的传质模拟和对文献数据的分析，本报告将展示在过程及膜性能的层面上两个性能指标所存在的损益关系。

    废水零排放是前沿的浓盐水处理策略，也是水循环经济的关键组成部分。然而，现有的废水零排放技术仍依赖于能耗较高的蒸发结晶过程，如机械蒸气压缩，其废水浓缩和结晶过程的能耗分别高达30-40 kWh m-3和50 kWh m-3，且系统成本非常高。本报告的第二部分将介绍一种全新的电渗析结晶法，以实现非蒸发的盐水直接结晶。在持续的电渗析作用下，浓盐水逐渐达到过饱和状态，并在结晶池中析出晶体。本课题以硫酸钠为例，证明了电渗析结晶过程的可行性，同时系统性地研究了结晶动力学和晶体尺寸分布与电流密度以及结晶模式的关系。接着进一步阐明了可结晶条件及其与盐的种类，离子交换膜的特性，运行条件之间的关系。最后分析了电渗析结晶-反渗透耦合过程实现硫酸钠废水零排放的整体能耗。

报告人简介：

    王若宇博士目前是美国范德堡大学（Vanderbilt University）环境工程系博士后。2017年本科毕业于上海交通大学44118太阳成城集团，2018年硕士毕业于美国卡内基梅隆大学环境工程系，2023年博士毕业于美国范德堡大学环境工程系，师从林士弘教授。其主要研究方向是与水相关的膜分离过程。已在Nature Water, Nature Communication, Science Advances, PNAS, Environmental Science & Technology, Journal of Membrane Science等期刊发表近20篇文章（含5篇一作与3篇共一）。曾获ACS Environmental Chemistry Graduate Student Award (2023), CAPEES-Elsevier Outstanding Graduate Student Award (2023), Carl E. Adams Graduate Student Award (2019) 等荣誉。目前为北美华人环境工程与科学教授学会（CAPEES）学生分部的组织者之一。