Zdjęcie przezIvan BanduraNAUnsplash
Zespół chińskich badaczy dokonał przełomowego postępu w zakresie oczyszczania ścieków dzięki pomyślnemu zastosowaniu technologii UV/E-CL w celu złagodzenia zanieczyszczenia żelu błonowego. Badanie, niedawno opublikowane wKomunikacja natury, podkreśla nowe podejście do poprawy wydajności odwadniania i wydajności filtracji błony w procesach oczyszczania ścieków.
Zwiększona wydajność odwadniania
Badanie wykazało, że zastosowanie UV/E-CL znacznie poprawiło strumień wody w eksperymentach odwadniania, osiąganie strumieni do 138% systemu E-CL, 239% systemu UV i 198% kontroli. Sugeruje to, że UV/E-Cl skutecznie zakłóca struktury zanieczyszczenia błony, co prowadzi do zwiększonej wydajności odwadniania. Korzystając z systemu modelu SA-BSA, naukowcy byli w stanie symulować złożone zachowanie zewnątrzkomórkowe substancji polimerowej (EPS) i potwierdzić znaczenie odwadniania białek i polisacharydów w osadach ścieków (WAS).
Molekularne wgląd w mechanizmy zanieczyszczenia
Badanie zagłębiło się w interakcje międzycząsteczkowe białek i polisacharydów, ujawniając, że mostkowanie elektrostatyczne między grupami aminowymi i karboksylowymi odgrywa kluczową rolę w zanieczyszczeniu błony. Dzięki symulacjom analizy widmowej FTIR i teorii funkcjonalnej gęstości (DFT) naukowcy zidentyfikowali trzy tryby wiązania molekularnego, co wskazuje na silną preferencję dla konformacji liniowych, które promują sieciowanie polimeru. Odkrycia te zapewniają zrozumienie na poziomie molekularnym, w jaki sposób UV/E-CL zaburza te interakcje, co prowadzi do zmniejszonej lepkości, większych rozmiarów kłaczków i zwiększonego uwalniania wody.
Synergistyczna rola radykałów CL w zranieniu się łagodzenia
Dalsza analiza wykazała, że rodniki chloru (CL •) odgrywają dominującą rolę w degradacji BSA i SA, co stanowi ponad 90% do ich awarii. W badaniu odnotowano wyjątkowo wysokie stałe szybkości reakcji dla interakcji z tymi makrocząsteczkami, potwierdzając skuteczność UV/E-CL w rozkładających się faulach błonowych. Proces ten nie tylko rozbił struktury SA-BSA na mniejsze cząstki, ale także znacznie zmniejszył ich lepkość i zdolność nawodnienia, osłabiając w ten sposób żelową warstwę zanieczyszczenia.
Wgląd termodynamiczny: stan występowania wody jako kluczowy czynnik
W badaniach badało dalej termodynamikę zanieczyszczenia błony, potwierdzając, że stany występowania wody - a nie konwencjonalne czynniki porowatości lub przepuszczalności - dominowane zachowanie oczyszczania żelu. Analiza termograwimetryczna ujawniła, że zawartość związanej wody w warstwach kontrolnych wynosiła prawie 80%, podczas gdy obróbka UV/E-CL zmniejszyła ją do mniej niż 10%. Ta zmiana pozwoliła na łatwiejsze uwalnianie wody, ostatecznie obniżając odporność na filtrację i poprawę wydajności filtracji.
W kierunku praktycznych zastosowań
Dzięki tym przekonującym wynikom naukowcy sugerują optymalizację parametrów reaktora, w tym materiał elektrody, intensywność UV i czas trwania obróbki, w celu zwiększenia skalowalności procesu. Badanie proponuje również integrację UV/E-CL z innymi utleniaczami, takimi jak nadtlenek wodoru, w celu dalszego zwiększenia radykalnego wytwarzania i poprawy wydajności leczenia. Ponadto naukowcy podkreślają potencjał stosowania roztworów NaCl o niższym stężeniu-takich jak woda morska-aby osiągnąć zrównoważone i opłacalne oczyszczanie ścieków.
Uniwersalny przełom w technologii membranowej
Chociaż badanie to zostało przeprowadzone, jego wyniki mają dalekosiężne implikacje wykraczające poza oczyszczanie ścieków. Rozpoznawanie występowania wody jako dominujący czynnik w łagodzeniu zanieczyszczenia błony ma uniwersalne znaczenie dla różnych procesów błony i skal reaktora. To przełomowe toruje drogę dla bardziej wydajnych i zrównoważonych technologii filtracji w branży oczyszczania wody na całym świecie.
Wraz ze wzrostem globalnego popytu na skuteczne zarządzanie ściekami, technologia UV/E-CL stanowi obiecujące rozwiązanie dla poprawy długowieczności membranowej, zmniejszenia kosztów operacyjnych i zwiększenia ogólnej wydajności oczyszczania. Ponieważ naukowcy nadal udoskonalają i skalują to innowacyjne podejście, przyszłość oczyszczania ścieków wydaje się coraz bardziej wydajna i zrównoważona.
Więcej informacji można znaleźć w pełnym badaniu opublikowanym w Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Wydajne i ekologiczne odwadnianie szlamu za pomocą technologii Holly
W dziedzinie uzdatniania wody Holly jest zaangażowana w zapewnianie naszym klientom innowacyjnych rozwiązań odwadniających szlam. Nasza multi-kropka HLDS odkładająca się śruba szlamu, z unikalną konstrukcją bez zatkania i zaawansowaną funkcją samoczyszczącego, znacznie zmniejsza koszty budowy zakładów ściekowych. Sprzęt ten wykorzystuje automatyczny system sterowania PLC, łącząc śrubę i ruchome pierścienie do samoczyszczenia, które mogą zastąpić tradycyjne naciski filtra, takie jak naciśnięcie paska i naciśnięcie ramki. W porównaniu z odśrodkami HLDS działa z niższym zużyciem energii i wody, co czyni ją bardziej wydajną i przyjazną dla środowiska.
HLDS Sludge Dwodowlowe prasa śrubowa jest szeroko stosowana w różnych systemach oczyszczania ścieków, w tym komunalne, petrochemiczne, chemiczne, tworzenie papieru, farmaceutyczne, skóry i inne sektory oczyszczania wody przemysłowej. Jest również skuteczny w leczeniu obornika na farmie mlecznej, szlamu oleju palmowego, szlamu septycznego i innych. Nasz sprzęt został udowodniony w licznych zastosowaniach w świecie rzeczywistym, wykazując wyjątkowe wyniki i korzyści ekonomiczne, pomagając firmom obniżyć koszty operacyjne przy jednoczesnym osiągnięciu celów środowiskowych.
W miarę ewolucji technologii uzdatniania wody innowacyjne rozwiązania Holly zapewniają klientom na całym świecie bardziej wydajny i opłacalny sprzęt, przyczyniając się do zrównoważonego rozwoju branż odwadniania szlamu i uzdatniania wody. Dzięki połączeniu najnowocześniejszej technologii i wieloletniemu doświadczeniu w branży, Holly jest poświęcona oferowaniu najbardziej zaawansowanego sprzętu do oczyszczania ścieków, prowadzenia postępów w branży i zrównoważonym rozwoju środowiska.
Czas po: 03-2025