绿色阻垢剂在肥料驱动正向渗透工艺中的可行性评估：应用甲基甘氨酸二乙酸（MGDA）和谷氨酸二乙酸（GLDA）替代传统阻垢剂的研究

本综述聚焦于肥料驱动正向渗透（FDFO）水处理技术中的膜结垢问题，创新性地评估了两种可生物降解的绿色阻垢剂——甲基甘氨酸二乙酸（MGDA）和谷氨酸二乙酸（GLDA）——替代传统阻垢剂乙二胺四乙酸（EDTA）的潜力。研究证实，MGDA凭借其高效的螯合作用（chelation effect）和100%的生物降解率，在抑制由磷酸盐反向通量（RSFP）引起的膜结垢方面表现优异，并能通过调节进水pH、温度和阻垢剂浓度（>10 ppm）等条件优化水通量（Jw）和减缓通量下降率（FDR），为FDFO脱盐工艺提供了一种经济且环境友好的运行方案。

　　

化学试剂

MGDA和GLDA（购自美国Sigma-Aldrich）与EDTA-四钠（EDTA-4Na）（购自韩国Samchun Chemical）结合使用。对于结垢形成，使用氯化钙（CaCl₂）、氯化镁（MgCl₂）和磷酸氢二铵（DAP）（(NH₄)₂PO₄）（购自韩国Samchun Chemical）作为结垢剂。使用0.1 M盐酸（HCl）和0.1 M氢氧化钠（NaOH）（购自韩国Samchun Chemical）溶液调节进水pH值。

浊度测量程序

为了评估如MGDA、GLDA和EDTA等阻垢剂的直接效果...

阻垢剂的直接效果

图1展示了EDTA、MGDA和GLDA在不同阻垢剂浓度、pH和温度下通过浊度实验表现的直接效果。浊度作为阻垢剂浓度的函数进行测量（图1(a)）。尽管在不使用阻垢剂时测得浊度为49.7 NTU（比浊法浊度单位），且2.5 ppm的阻垢剂对其降低无效，但将浓度增加至20 ppm可将浊度降低至15.8 NTU。EDTA...

结论

在本研究中，我们旨在确定绿色阻垢剂MGDA和GLDA在FDFO工艺中，根据不同进水条件（如阻垢剂浓度、进水pH和温度）对膜结垢的可行性。本研究的主要结论如下：

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  在阻垢剂中，由于与钙和镁的稳定常数，GLDA在直接处理下减少结垢形成的性能低于EDTA和MGDA。