无膜离子富集电解器创新回收消化液中氨氮的技术突破

本文推荐一种创新型无膜离子富集电解器（MIEE），通过空间解耦电极结构实现NH4+和OH–的定向富集，解决了传统电渗析（ED）中离子交换膜（IEM）成本高、易污染的问题。该技术阴极区氨回收率达80%，OH–供应成本仅为直接投加NaOH的50%，阳极出水可中和pH并优化碳氮比（C/N），为畜禽粪污资源化提供可持续解决方案。

　　

Highlight

本研究创新性地构建了无膜离子富集电解器（MIEE），通过电化学诱导的相对离子浓度梯度机制，在无需离子交换膜（IEM）条件下实现NH₄⁺和OH^–的高效富集。

Materials and chemicals

实验采用碳布（>98%纯度）、RuO₂-IrO₂/钛网阳极及钴泡沫电极等材料，所有试剂均为分析纯。

Introduction of MIEE

如图1所示，MIEE核心在于通过双电层电容电极（EDLCE）实现阴阳极空间隔离。这种"电极极性时序切换"设计（图1b-c）使阴极区形成高pH环境，促进NH₃挥发回收，同时阳极酸性出水可中和处理尾水。

Conclusions

MIEE突破性地揭示了电化学离子梯度富集机制，阴极区NH₄⁺-N回收率可达80%，且混合出水C/N比从1.5优化至3以上，显著提升后续生物处理兼容性。该技术为畜禽粪污处理提供了低能耗、无膜污染的氨回收新范式。

（注：翻译严格保留原文技术细节，如EDLCE、C/N比等专业表述，并采用"范式""时序切换"等生动术语增强可读性，同时确保NH₄⁺等上下标格式规范。）