联系我们|网站地图 欢迎光临华体会体育官方网页!

华体会体育安卓版app下载电话联系

华体会体育安卓版app下载全国统一定制热线: 010-56125794
华体会体育安卓版app下载

咨询热线

010-56125794

产品中心

JMSE:海洋水产养殖的海水脱酸技术
JMSE:海洋水产养殖的海水脱酸技术

发布时间:2022-09-17 12:33:15 来源:华体会体育安卓版app下载 作者:华体会体育官方版首页

内容简介:  海洋中二氧化碳分压的增加直接影响沿海工业和生态系统的生产力和存续。对于海洋养殖来说,海洋吸收的CO2转化为碳酸,随后转化为H+和碳酸氢盐,降低了碳酸钙饱和状态,海水碱度的下降导致海洋生物如牡蛎、蛤蜊和贻贝等用来造壳的碳酸盐减少,导致养殖质量和产量下降。来自美国西北太平洋国家实验室 (PNNL) 的Christopher R. Myers和Chinmayee V. Subban在JMSE 期刊发表了综述文章,回顾和比较了海水脱酸的早期和商业可用技术及其对水产养殖的适用性。  图1. 海洋CO2水平升高对蛤蜊的影响。(A) 特定CO2...
全国热线

010-56125794

产品简介 / Introduction

  海洋中二氧化碳分压的增加直接影响沿海工业和生态系统的生产力和存续。对于海洋养殖来说,海洋吸收的CO2转化为碳酸,随后转化为H+和碳酸氢盐,降低了碳酸钙饱和状态,海水碱度的下降导致海洋生物如牡蛎、蛤蜊和贻贝等用来造壳的碳酸盐减少,导致养殖质量和产量下降。来自美国西北太平洋国家实验室 (PNNL) 的Christopher R. Myers和Chinmayee V. Subban在JMSE 期刊发表了综述文章,回顾和比较了海水脱酸的早期和商业可用技术及其对水产养殖的适用性。

  图1. 海洋CO2水平升高对蛤蜊的影响。(A) 特定CO2水平下完整个体幼苗。(B) 在特定CO2水平下个体最外壳的放大图。

  表1. 研究证明了CO2水平与蛤蜊养殖质量和生产力之间的联系。CO2一旦被海洋吸收就会改变形式,如方程式 (1)~(3) 所示。

  从海洋中捕获CO2被称为“海洋二氧化碳去除 (mCDR)”。各种mCDR策略如图2,从人工上升流和海洋碱度增强到海藻养殖和电化学CO2汽提。

  从水产养殖给水中去除CO2的技术,包括商业上可用的技术和处于早期开发阶段的方法,这些方法可大致分为物理 (滴滤)、化学 (离子交换) 和电化学 (双极膜电渗析和电解阳离子交换) 方法。

  工作原理是水中相对于周围空气的pCO2较高,饱和水通过充气滴滤器可以使气体不断地从水流中去除。该方法的特点是仅在水中的相对浓度高于周围空气时才从水中去除CO2。2020年,Karimi等人测试了滴滤器在气液比 (GLR) 5:1的设置将CO2从7.2 mg/L降到5.1 mg/L。RAS技术已经证明可以从淡水和海水系统中去除CO2,它是水产养殖中最具成本效益的脱酸方法。尽管简单且可商业获得,缺点是能耗相对于其他方法较高。实施大规模TF和RAS从海水中去除CO2也将需要后续的 CO2捕获策略,以实现环境可持续性。

  广泛用于水处理和工业过程。阴离子交换树脂可用于直接捕获CO2转换为碳酸氢根离子,阳离子交换树脂可用于通过改变海水pH值和改变碳酸盐/碳酸氢盐平衡来间接捕获CO2。在阴离子交换树脂的情况下,与碳酸氢盐相比,海水中氯离子的浓度 (240倍) 明显更高,且再生需要强碱 (NaOH),CO2捕获能力仅为0.07 mg/g树脂,使其不太实用。使用阳离子交换树脂酸化海水的能力较低,约为0.32 mg CO2/g树脂,并且它们需要去离子水或强酸 (HCl) 进行再生,大规模使用不太经济。

  由堆叠在阳极和阴极之间的多个膜层组成。当向反应器提供足够的能量时,双极膜 (由阳离子和阴离子交换层组成的离子交换膜) 表面的水分解成H+和OH-,然后这些离子通过阳离子和阴离子交换膜形成酸性和碱性海水或盐水流,从中可提取CO2。电化学方法依赖于pH波动 (ΔpH可以是2~6个单位),通过改变碳酸盐/碳酸氢盐平衡来释放CO2。如果用可再生能源运行,BPMED可通过产生气态CO2 (酸化方法) 或固体CaCO3 (碱化方法) 提供一种可持续的CO2捕获脱酸解决方案。

  E-CEM利用水的氧化和还原来产生H+。目前 E-CEM 技术并未针对从海水中捕获CO2进行优化,如果目标是生成CO2,则将工艺与H2和O2生产分离可能会提高整体工艺效率。然而,该过程需要去离子水和多个膜接触器,因此与BPMED相比不太实用。重新设计E-CEM以使用具有良好氧化还原电压和易于处理的副产物的闭环阳极电解液和阴极电解液运行,可能使其更适合海洋水产养殖应用。

  本文介绍了目前适用于水产养殖给水脱酸的mCDR技术还处于开发的早期阶段,必须提高能源效率,提高材料在恶劣海洋条件下的耐用性,并降低组件成本才能在水产养殖中广泛应用。目前仍缺乏专门的基础设施,以及难以获得可靠且廉价的碳中和能源是额外的考虑因素。将这些技术从实验室推向市场还需要大量的研究和开发和政策支持。

北京华体会体育官方网页版权所有
点击在线咨询
二维码

扫描二维码微信联系
24小时免费技术咨询