NuotraukaIvanas BanduraįjungtaUnsplash
Kinijos tyrėjų komanda sėkmingai pritaikė UV/E-Cl technologiją membranų gelio užterštumui mažinti, ir padarė novatorišką pažangą nuotekų valymo srityje. Tyrimas, neseniai paskelbtas žurnale „...Gamtos komunikacijos, pabrėžiamas naujas požiūris į vandens šalinimo efektyvumo ir membraninio filtravimo našumo gerinimą nuotekų valymo procesuose.
Padidintas vandens nusausinimo efektyvumas
Tyrimas parodė, kad UV/E-Cl taikymas žymiai pagerino vandens srautą sausinimo eksperimentuose, pasiekdamas iki 138 % E-Cl sistemos, 239 % UV sistemos ir 198 % kontrolinės grupės srautus. Tai rodo, kad UV/E-Cl efektyviai ardo membranų užsiteršimo struktūras, todėl pagerėja sausinimo efektyvumas. Naudodami SA-BSA modelio sistemą, tyrėjai galėjo imituoti sudėtingą tarpląstelinę polimerinę medžiagą (EPS) ir patvirtinti baltymų ir polisacharidų svarbą nuotekų dumblo (WAS) sausinime.
Molekulinės įžvalgos apie užsiteršimo mechanizmus
Tyrime buvo gilinamasi į baltymų ir polisacharidų tarpmolekulines sąveikas, atskleidžiant, kad elektrostatiniai tilteliai tarp amino ir karboksilo grupių vaidina lemiamą vaidmenį membranų užsiteršime. Atlikdami FTIR spektrinę analizę ir tankio funkcionalo teorijos (DFT) modeliavimą, tyrėjai nustatė tris molekulinius jungimosi būdus, rodančius didelį pirmenybę linijinėms konformacijoms, kurios skatina polimerų skersinį sujungimąsi. Šie rezultatai leidžia molekuliniu lygmeniu suprasti, kaip UV/E-Cl sutrikdo šias sąveikas, sumažindamas klampumą, padidindamas flokulų dydį ir pagerindamas vandens išsiskyrimą.
Sinerginis Cl radikalų vaidmuo mažinant užterštumą
Tolesnė analizė parodė, kad chloro radikalai (Cl•) vaidina dominuojantį vaidmenį BSA ir SA skaidyme, sudarydami daugiau nei 90 % jų skilimo. Tyrime nurodytos itin didelės Cl• sąveikos su šiomis makromolekulėmis reakcijos greičio konstantos, patvirtinančios UV/E-Cl veiksmingumą skaidant membranų užterštumą. Šis procesas ne tik suskaidė SA-BSA struktūras į mažesnes daleles, bet ir žymiai sumažino jų klampumą bei hidratacijos pajėgumą, taip susilpnindamas gelio pavidalo užterštumo sluoksnį.
Termodinaminės įžvalgos: vandens atsiradimo būsena kaip pagrindinis veiksnys
Tyrime toliau buvo nagrinėjama membranų užsiteršimo termodinamika, patvirtinant, kad vandens buvimo būsenos, o ne įprasti poringumo ar pralaidumo veiksniai, dominuoja gelių užsiteršimo elgsenoje. Termogravimetrinė analizė parodė, kad surišto vandens kiekis kontroliniuose užsiteršimo sluoksniuose sudarė beveik 80 %, o UV/E-Cl apdorojimas sumažino jį iki mažiau nei 10 %. Šis pokytis leido lengviau išleisti vandenį, galiausiai sumažindamas filtravimo varžą ir pagerindamas filtravimo efektyvumą.
Praktinio pritaikymo link
Remdamiesi šiais įtikinamais rezultatais, tyrėjai siūlo optimizuoti reaktoriaus parametrus, įskaitant elektrodų medžiagą, UV spindulių intensyvumą ir apdorojimo trukmę, siekiant pagerinti proceso mastelio keitimą. Tyrime taip pat siūloma integruoti UV/E-Cl su kitais oksidatoriais, tokiais kaip vandenilio peroksidas, siekiant dar labiau padidinti radikalų susidarymą ir pagerinti valymo efektyvumą. Be to, tyrėjai pabrėžia mažesnės koncentracijos NaCl tirpalų, tokių kaip jūros vanduo, naudojimo potencialą siekiant tvaraus ir ekonomiško nuotekų valymo.
Universalus membranų technologijos proveržis
Nors šis tyrimas buvo atliktas naudojant vandens filtravimo technologiją (WAS), jo išvados turi toli siekiančių pasekmių ne tik nuotekų valymui. Vandens buvimo būsenų, kaip dominuojančio membranų užsiteršimo mažinimo veiksnio, pripažinimas yra universalios reikšmės įvairiuose membranų procesuose ir reaktorių masteliuose. Šis proveržis atveria kelią efektyvesnėms ir tvaresnėms filtravimo technologijoms vandens valymo pramonėje visame pasaulyje.
Didėjant pasaulinei efektyvaus nuotekų tvarkymo paklausai, UV/E-Cl technologija yra perspektyvus sprendimas, kaip pagerinti membranų ilgaamžiškumą, sumažinti eksploatavimo išlaidas ir pagerinti bendrą valymo našumą. Tyrėjams toliau tobulinant ir diegiant šį novatorišką metodą, nuotekų valymo ateitis atrodo vis efektyvesnė ir tvaresnė.
Daugiau informacijos rasite pilname tyrime, paskelbtame žurnale „Nature Communications“: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Efektyvus ir ekologiškas dumblo nusausinimas naudojant „Holly's“ technologiją
Vandens valymo srityje „Holly“ yra įsipareigojusi teikti savo klientams novatoriškus dumblo sausinimo sprendimus. Mūsų daugiadiskis dumblo sausinimo sraigtinis presas HLDS, pasižymintis unikalia neužsikimšimo konstrukcija ir pažangia savaiminio išsivalymo funkcija, žymiai sumažina nuotekų valymo įrenginių statybos sąnaudas. Ši įranga naudoja automatinę PLC valdymo sistemą, kurioje sujungtas sraigtas ir judantys žiedai savaiminiam išsivalymui, kurie gali pakeisti tradicinius filtrinius presus, tokius kaip juostinis ir rėminis presai. Palyginti su centrifugomis, HLDS veikia sunaudodamas mažiau energijos ir vandens, todėl yra efektyvesnis ir ekologiškesnis.
HLDS dumblo sausinimo sraigtinis presas plačiai naudojamas įvairiose nuotekų valymo sistemose, įskaitant komunalines, naftos chemijos, cheminio pluošto, popieriaus gamybos, farmacijos, odos ir kitus pramoninius vandens valymo sektorius. Jis taip pat veiksmingas valant pieno ūkių mėšlą, palmių aliejaus dumblą, septinį dumblą ir kt. Mūsų įranga buvo patikrinta daugelyje realių pritaikymų, demonstruodama išskirtinį našumą ir ekonominę naudą, padėdama įmonėms sumažinti veiklos sąnaudas ir kartu pasiekti aplinkosaugos tikslus.
Vandens valymo technologijoms tobulėjant, novatoriški „Holly“ sprendimai klientams visame pasaulyje suteikia efektyvesnę ir ekonomiškesnę įrangą, prisidėdami prie tvaraus dumblo sausinimo ir vandens valymo pramonės vystymosi. Derindama pažangiausias technologijas ir ilgametę patirtį pramonėje, „Holly“ yra pasiryžusi siūlyti pažangiausią nuotekų valymo įrangą, skatindama pramonės pažangą ir aplinkos tvarumą.
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 3 d.