A critical review on nanomaterials membrane bioreactor (NMs-MBR) for wastewater treatment

Abstract

The concept of nanomaterials membranes (NMs) promises to be a sustainable route to improve the membrane characteristics and enhance the performance of membrane bioreactors (MBRs) treating wastewater. This paper provided a critical review of recent studies on the use of membranes incorporating nanomaterials in membrane bioreactor (NMs-MBR) applications for wastewater treatment. Novel types of nanomaterials membranes were identified and discussed based on their structural morphologies. For each type, their design and fabrication, advances and potentialities were presented. The performance of NMs-MBR system has been summarized in terms of removal efficiencies of common pollutants and membrane fouling. The review also highlighted the sustainability and cost viability aspects of NMs-MBR technology that can enhance their widespread use in wastewater treatment applications.

Advances in the Synthesis and Application of Anti-Fouling Membranes Using Two-Dimensional Nanomaterials

“…2DNMs including GO and derivatives, MXenes, zeolites, metal organic frameworks (MOFs), transition metal dichalcogenides (TMDCs), and covalent organic frameworks (COFs) have been utilized to fabricate 2DNMs membranes for organic contaminants at trace level. 2DNMs have shown excellent capability in organic solvent nanofiltration, which represents an important separation process in the organic phase [ 114 ]. For example, the uGNM (Ultrathin, ≈22–53 nm thick graphene nanofiltration membrane) can effectively remove organic dyes such methyl blue and direct red from water with higher rejection rate (>99% with pure water flux 21.8 L m −2 h −1 bar −1 ); see Figure 6 A [ 115 ].…”

Trattamenti avanzati delle acque per la nuova generazione di sistemi acquaponici: implementazione dell'economia circolare nell'agricoltura urbana

“…Le membrane possono rimuovere le particelle più piccole (0,001-35 μm) 17 , 18 che sfuggono alle tradizionali tecnologie filtranti: i separatori a vortice e le vasche di sedimentazione, riescono a trattenere solo particelle solide con diametro maggiore di 100 μm, mentre i separatori meccanici a griglia e a tamburo possono arrivare ad un minimo di 30 μm 19 . Il tempo impiegato per la formazione della membrana può variare da pochi minuti ad alcuni giorni, in base alla grandezza dei pori del materiale di supporto, alle dimensioni dei solidi in soluzione, alle caratteristiche del fango e alle condizioni operative 14,20 .…”

Trattamenti avanzati per il recupero dei nutrienti nei sistemi acquaponici: verso l’economia circolare dell’urban farming

“…In questo studio sperimentale siè deciso di realizzare un sistema acquaponico convenzionale 33 , 34 ed un sistema acquaponico con trattamenti innovativi. In particolare, siè previsto l'utilizzo di una membrana autoformante (self-forming dynamic membrane, SFDM) 35 , 36 , 37 di un trattamento di disinfezione con ozono e con luce ultravioletta UV 38 , 31 .…”