Fotografie deIvan BandurapeUnsplash
O echipă de cercetători chinezi a realizat un progres revoluționar în tratarea apelor uzate prin aplicarea cu succes a tehnologiei UV/E-Cl pentru atenuarea murdăririi gelului cu membrană. Studiul, publicat recent înComunicații în natură, evidențiază o abordare inovatoare pentru îmbunătățirea eficienței deshidratării și a performanței filtrării cu membrană în procesele de epurare a apelor uzate.
Eficiență îmbunătățită a deshidratării
Studiul a demonstrat că aplicarea UV/E-Cl a îmbunătățit semnificativ fluxul de apă în experimentele de deshidratare, atingând fluxuri de până la 138% în sistemul E-Cl, 239% în sistemul UV și 198% în sistemul de control. Acest lucru sugerează că UV/E-Cl perturbă eficient structurile de colmatare a membranei, ducând la o performanță îmbunătățită de deshidratare. Prin utilizarea unui sistem model SA-BSA, cercetătorii au reușit să simuleze comportamentul substanțelor polimerice extracelulare complexe (EPS) și să confirme relevanța proteinelor și polizaharidelor în deshidratarea nămolului de ape uzate (WAS).
Perspective moleculare asupra mecanismelor de murdărire
Studiul a aprofundat interacțiunile intermoleculare dintre proteine și polizaharide, dezvăluind că punțile electrostatice dintre grupările amino și carboxil joacă un rol crucial în murdărirea membranei. Prin analiza spectrală FTIR și simulări ale Teoriei Funcționale a Densității (DFT), cercetătorii au identificat trei moduri de legare moleculară, indicând o preferință puternică pentru conformațiile liniare care promovează reticularea polimerilor. Aceste descoperiri oferă o înțelegere la nivel molecular a modului în care UV/E-Cl perturbă aceste interacțiuni, ducând la o vâscozitate redusă, dimensiuni mai mari ale flocoanelor și o eliberare sporită de apă.
Rolul sinergic al radicalilor Cl în atenuarea murdăririi
Analize ulterioare au demonstrat că radicalii de clor (Cl•) joacă un rol dominant în degradarea BSA și SA, contribuind cu peste 90% la descompunerea acestora. Studiul a raportat constante de viteză de reacție excepțional de ridicate pentru interacțiunile Cl• cu aceste macromolecule, susținând eficacitatea UV/E-Cl în descompunerea substanțelor de murdărire a membranei. Acest proces nu numai că a fragmentat structurile SA-BSA în particule mai mici, dar a redus semnificativ vâscozitatea și capacitatea lor de hidratare, slăbind astfel stratul de murdărire de tip gel.
Perspective termodinamice: Starea de prezență a apei ca factor cheie
Cercetarea a explorat în continuare termodinamica colmatarea membranei, confirmând că stările de prezență a apei - mai degrabă decât factorii convenționali de porozitate sau permeabilitate - domină comportamentul la colmatarea gelului. Analiza termogravimetrică a relevat că conținutul de apă legată în straturile de colmatare de control a fost de aproape 80%, în timp ce tratamentul UV/E-Cl l-a redus la mai puțin de 10%. Această modificare a permis o eliberare mai ușoară a apei, reducând în cele din urmă rezistența la filtrare și îmbunătățind eficiența filtrării.
Către aplicații practice
Având în vedere aceste rezultate convingătoare, cercetătorii sugerează optimizarea parametrilor reactorului, inclusiv materialul electrodului, intensitatea UV și durata tratamentului, pentru a îmbunătăți scalabilitatea procesului. Studiul propune, de asemenea, integrarea UV/E-Cl cu alți oxidanți, cum ar fi peroxidul de hidrogen, pentru a stimula și mai mult generarea de radicali și a îmbunătăți eficiența tratamentului. În plus, cercetătorii subliniază potențialul utilizării soluțiilor de NaCl cu concentrație mai mică - cum ar fi apa de mare - pentru a realiza o tratare durabilă și rentabilă a apelor uzate.
O descoperire universală în tehnologia membranelor
Deși acest studiu a fost realizat utilizând WAS (Wasi Water Water), concluziile sale au implicații de anvergură dincolo de tratarea apelor uzate. Recunoașterea stărilor de prezență a apei ca factor dominant în atenuarea murdăririi membranei are o semnificație universală în diferite procese cu membrană și la diferite scale de reactor. Această descoperire deschide calea pentru tehnologii de filtrare mai eficiente și mai sustenabile în industriile de tratare a apei din întreaga lume.
Având în vedere cererea globală tot mai mare pentru o gestionare eficientă a apelor uzate, tehnologia UV/E-Cl prezintă o soluție promițătoare pentru îmbunătățirea longevității membranelor, reducerea costurilor operaționale și îmbunătățirea performanței generale a tratamentului. Pe măsură ce cercetătorii continuă să perfecționeze și să extindă această abordare inovatoare, viitorul tratamentului apelor uzate pare din ce în ce mai eficient și sustenabil.
Pentru mai multe detalii, consultați studiul complet publicat în Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Deshidratarea eficientă și ecologică a nămolului cu tehnologia Holly
În domeniul tratării apei, Holly se angajează să ofere clienților noștri soluții inovatoare de deshidratare a nămolului. Presa noastră cu șurub multi-disc pentru deshidratarea nămolului HLDS, cu designul său unic, fără înfundare și funcția avansată de autocurățare, reduce semnificativ costurile de construcție ale stațiilor de epurare. Acest echipament utilizează un sistem automat de control PLC, combinând un șurub și inele mobile pentru autocurățare, putând înlocui filtrele-prese tradiționale, cum ar fi presa cu bandă și presa cu cadru. Comparativ cu centrifugele, HLDS funcționează cu un consum mai mic de energie și apă, ceea ce o face mai eficientă și mai ecologică.
Presa cu șurub pentru deshidratarea nămolului HLDS este utilizată pe scară largă în diverse sisteme de tratare a apelor uzate, inclusiv în sectoarele municipale, petrochimice, de fibre chimice, de fabricare a hârtiei, farmaceutice, de pielărie și alte sectoare industriale de tratare a apei. De asemenea, este eficientă pentru tratarea gunoiului de grajd de la fermele de lapte, a nămolului de ulei de palmier, a nămolului septic și multe altele. Echipamentul nostru a fost dovedit în numeroase aplicații din lumea reală, demonstrând performanțe excepționale și beneficii economice, ajutând companiile să reducă costurile operaționale, îndeplinind în același timp obiectivele de mediu.
Pe măsură ce tehnologia de tratare a apei continuă să evolueze, soluțiile inovatoare Holly oferă clienților din întreaga lume echipamente mai eficiente și mai rentabile, contribuind la dezvoltarea durabilă a industriilor de deshidratare a nămolului și de tratare a apei. Cu o combinație de tehnologie de ultimă generație și ani de experiență în industrie, Holly se dedică oferirii celor mai avansate echipamente de tratare a apelor uzate, stimulând progresul industriei și sustenabilitatea mediului.
Data publicării: 03 aprilie 2025