Foto avtorjaIvan BanduranaRazkrito
Ekipa kitajskih raziskovalcev je dosegla prelomni napredek pri čiščenju odpadnih voda z uspešno uporabo tehnologije UV/E-Cl za zmanjšanje obraščanja membranskega gela. Študija, ki je bila nedavno objavljena v ...Naravne komunikacije, poudarja nov pristop k izboljšanju učinkovitosti odvodnjavanja in delovanja membranske filtracije v procesih čiščenja odpadne vode.
Izboljšana učinkovitost odvodnjavanja
Študija je pokazala, da je uporaba UV/E-Cl znatno izboljšala pretok vode v poskusih odstranjevanja vode, pri čemer je dosegla pretok do 138 % pri sistemu E-Cl, 239 % pri UV sistemu in 198 % pri kontroli. To kaže, da UV/E-Cl učinkovito moti membranske strukture obraščanja, kar vodi do izboljšane učinkovitosti odstranjevanja vode. Z uporabo modelnega sistema SA-BSA so raziskovalci lahko simulirali obnašanje kompleksnih zunajceličnih polimernih snovi (EPS) in potrdili pomen beljakovin in polisaharidov pri odstranjevanju vode iz blata iz odpadnih voda (WAS).
Molekularni vpogledi v mehanizme obraščanja
Študija se je poglobila v medmolekularne interakcije beljakovin in polisaharidov ter razkrila, da elektrostatično premostitev med amino in karboksilnimi skupinami igra ključno vlogo pri obraščanju membran. Z analizo FTIR spektralne spektralne analize in simulacijami teorije funkcionalne gostote (DFT) so raziskovalci identificirali tri načine molekularne vezave, kar kaže na močno preferenco linearnih konformacij, ki spodbujajo zamreženje polimerov. Te ugotovitve omogočajo razumevanje na molekularni ravni, kako UV/E-Cl moti te interakcije, kar vodi do zmanjšane viskoznosti, večjih velikosti flokulantov in povečanega sproščanja vode.
Sinergistična vloga radikalov Cl pri blaženju obraščanja
Nadaljnja analiza je pokazala, da imajo klorovi radikali (Cl•) prevladujočo vlogo pri razgradnji BSA in SA, saj prispevajo več kot 90 % k njuni razgradnji. Študija je poročala o izjemno visokih konstantah hitrosti reakcije za interakcije Cl• s temi makromolekulami, kar podpira učinkovitost UV/E-Cl pri razgradnji membranskih onesnaževalcev. Ta proces ni le fragmentiral struktur SA-BSA na manjše delce, temveč je tudi znatno zmanjšal njihovo viskoznost in hidratacijsko sposobnost, s čimer je oslabil gelu podobno plast obraščanja.
Termodinamični vpogledi: Stanje prisotnosti vode kot ključni dejavnik
Raziskava je nadalje raziskala termodinamiko obraščanja membran in potrdila, da pri obraščanju gela prevladujejo stanja prisotnosti vode – in ne običajni faktorji poroznosti ali prepustnosti. Termogravimetrična analiza je pokazala, da je bila vsebnost vezane vode v kontrolnih plasteh obraščanja skoraj 80 %, medtem ko jo je obdelava z UV/E-Cl zmanjšala na manj kot 10 %. Ta premik je omogočil lažje sproščanje vode, kar je na koncu zmanjšalo filtracijski upor in izboljšalo učinkovitost filtracije.
Proti praktičnim aplikacijam
S temi prepričljivimi rezultati raziskovalci predlagajo optimizacijo parametrov reaktorja, vključno z materialom elektrod, intenzivnostjo UV-žarkov in trajanjem obdelave, da bi izboljšali skalabilnost procesa. Študija predlaga tudi integracijo UV/E-Cl z drugimi oksidanti, kot je vodikov peroksid, za nadaljnje povečanje nastajanja radikalov in izboljšanje učinkovitosti obdelave. Poleg tega raziskovalci poudarjajo potencial uporabe raztopin NaCl z nižjo koncentracijo – kot je morska voda – za doseganje trajnostnega in stroškovno učinkovitega čiščenja odpadne vode.
Univerzalni preboj v membranski tehnologiji
Čeprav je bila ta študija izvedena z uporabo WAS, imajo njene ugotovitve daljnosežne posledice, ki segajo dlje od čiščenja odpadne vode. Prepoznavanje prisotnosti vode kot prevladujočega dejavnika pri blaženju obraščanja membran ima univerzalni pomen v različnih membranskih procesih in reaktorskih merilih. Ta preboj utira pot učinkovitejšim in trajnostnejšim tehnologijam filtracije v industriji čiščenja vode po vsem svetu.
Zaradi naraščajočega globalnega povpraševanja po učinkovitem ravnanju z odpadnimi vodami predstavlja tehnologija UV/E-Cl obetavno rešitev za izboljšanje življenjske dobe membran, zmanjšanje obratovalnih stroškov in izboljšanje splošne učinkovitosti čiščenja. Ker raziskovalci še naprej izpopolnjujejo in širijo ta inovativen pristop, se zdi prihodnost čiščenja odpadnih voda vse bolj učinkovita in trajnostna.
Za več podrobnosti glejte celotno študijo, objavljeno v reviji Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Učinkovito in okolju prijazno odstranjevanje vode iz blata s Hollyjevo tehnologijo
Na področju čiščenja vode se Holly zavezuje, da svojim strankam zagotavlja inovativne rešitve za odstranjevanje vode iz blata. Naša večdiskovna vijačna stiskalnica za odstranjevanje vode iz blata HLDS s svojo edinstveno zasnovo brez zamašitve in napredno funkcijo samočiščenja znatno zmanjša stroške gradnje čistilnih naprav. Ta oprema uporablja avtomatski krmilni sistem PLC, ki združuje vijak in gibljive obroče za samočiščenje, in lahko nadomesti tradicionalne filtrirne stiskalnice, kot so tračne stiskalnice in stiskalnice z okvirjem. V primerjavi s centrifugami HLDS deluje z manjšo porabo energije in vode, zaradi česar je učinkovitejša in okolju prijaznejša.
Vijačna stiskalnica za odstranjevanje vode iz blata HLDS se pogosto uporablja v različnih sistemih za čiščenje odpadnih voda, vključno s komunalnim, petrokemičnim, kemičnim, papirnim, farmacevtskim, usnjarskim in drugimi industrijskimi sektorji za čiščenje vode. Učinkovita je tudi za čiščenje gnoja z mlečnih kmetij, blata iz palmovega olja, grezničnega blata in še več. Naša oprema se je izkazala v številnih resničnih aplikacijah, kjer je pokazala izjemno zmogljivost in ekonomske koristi, kar podjetjem pomaga zmanjšati obratovalne stroške, hkrati pa doseči okoljske cilje.
Ker se tehnologija čiščenja vode nenehno razvija, Hollyjeve inovativne rešitve strankam po vsem svetu zagotavljajo učinkovitejšo in stroškovno učinkovito opremo, kar prispeva k trajnostnemu razvoju industrije odstranjevanja vode iz blata in čiščenja vode. S kombinacijo najsodobnejše tehnologije in dolgoletnih izkušenj v industriji je Holly predan ponujanju najnaprednejše opreme za čiščenje odpadnih voda, kar spodbuja napredek industrije in okoljsko trajnost.
Čas objave: 3. april 2025