Снимка отИван БандуранаРазпръскване
Екип от китайски изследователи постигна революционен напредък в пречистването на отпадъчни води с успешното прилагане на UV/E-Cl технология за намаляване на замърсяването с мембранен гел. Проучването, публикувано наскоро вПриродни комуникации, подчертава нов подход за подобряване на ефективността на обезводняване и ефективността на мембранната филтрация в процесите на пречистване на отпадъчни води.
Повишена ефективност на обезводняване
Проучването показа, че прилагането на UV/E-Cl значително подобрява водния поток в експериментите за обезводняване, постигайки потоци до 138% за E-Cl системата, 239% за UV системата и 198% от контролната група. Това предполага, че UV/E-Cl ефективно разрушава мембранните структури на замърсяване, което води до подобрена производителност на обезводняване. Чрез използване на SA-BSA моделна система, изследователите успяха да симулират поведението на сложни извънклетъчни полимерни вещества (EPS) и да потвърдят значението на протеините и полизахаридите при обезводняването на утайки от отпадъчни води (WAS).
Молекулярни прозрения за механизмите на замърсяване
Проучването се задълбочава в междумолекулните взаимодействия на протеини и полизахариди, разкривайки, че електростатичното свързване между амино и карбоксилни групи играе ключова роля в замърсяването на мембраните. Чрез FTIR спектрален анализ и симулации по теорията на функционалната плътност (DFT), изследователите идентифицираха три режима на молекулярно свързване, което показва силно предпочитание към линейни конформации, които насърчават омрежването на полимерите. Тези открития предоставят разбиране на молекулярно ниво за това как UV/E-Cl нарушава тези взаимодействия, което води до намален вискозитет, по-големи размери на флокулите и подобрено отделяне на вода.
Синергична роля на Cl радикалите в смекчаването на замърсяването
По-нататъшен анализ показа, че хлорните радикали (Cl•) играят доминираща роля в разграждането на BSA и SA, допринасяйки с над 90% за тяхното разграждане. Проучването съобщава за изключително високи константи на скоростта на реакцията за взаимодействията на Cl• с тези макромолекули, което подкрепя ефективността на UV/E-Cl при разграждане на мембранни замърсявания. Този процес не само фрагментира структурите на SA-BSA на по-малки частици, но и значително намалява техния вискозитет и хидратационен капацитет, като по този начин отслабва гелообразния слой замърсяване.
Термодинамични прозрения: Състоянието на наличие на вода като ключов фактор
Изследването допълнително изследва термодинамиката на мембранното замърсяване, потвърждавайки, че състоянията на наличие на вода – а не конвенционалните фактори за порьозност или пропускливост – доминират поведението на гелното замърсяване. Термогравиметричният анализ разкри, че съдържанието на свързана вода в контролните слоеве замърсяване е близо 80%, докато UV/E-Cl обработката го намалява до по-малко от 10%. Тази промяна позволява по-лесно отделяне на вода, като в крайна сметка намалява съпротивлението на филтрация и подобрява ефективността на филтрация.
Към практически приложения
С тези убедителни резултати, изследователите предлагат оптимизиране на параметрите на реактора, включително материала на електрода, UV интензитета и продължителността на обработката, за да се подобри мащабируемостта на процеса. Проучването предлага и интегрирането на UV/E-Cl с други оксиданти, като водороден пероксид, за допълнително стимулиране на генерирането на радикали и подобряване на ефективността на обработката. Освен това, изследователите подчертават потенциала за използване на разтвори на NaCl с по-ниска концентрация – като морска вода – за постигане на устойчиво и рентабилно пречистване на отпадъчни води.
Универсален пробив в мембранната технология
Въпреки че това проучване е проведено с помощта на WAS, неговите открития имат широкообхватни последици отвъд пречистването на отпадъчни води. Признаването на състоянието на наличие на вода като доминиращ фактор за смекчаване на мембранното замърсяване е от универсално значение за различните мембранни процеси и мащаби на реактори. Този пробив проправя пътя за по-ефективни и устойчиви технологии за филтриране в индустриите за пречистване на вода по целия свят.
С нарастващото глобално търсене на ефикасно управление на отпадъчните води, UV/E-Cl технологията представлява обещаващо решение за подобряване на дълготрайността на мембраните, намаляване на оперативните разходи и подобряване на цялостната ефективност на пречистването. Тъй като изследователите продължават да усъвършенстват и разширяват този иновативен подход, бъдещето на пречистването на отпадъчни води изглежда все по-ефективно и устойчиво.
За повече подробности вижте пълното проучване, публикувано в Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Ефективно и екологично обезводняване на утайки с технологията на Holly's
В областта на пречистването на води, Holly е ангажирана с предоставянето на иновативни решения за обезводняване на утайки на нашите клиенти. Нашата многодискова шнекова преса за обезводняване на утайки HLDS, с уникалния си дизайн без запушване и усъвършенствана функция за самопочистване, значително намалява разходите за изграждане на пречиствателни станции. Това оборудване използва автоматична PLC система за управление, комбинираща шнек и движещи се пръстени за самопочистване, която може да замени традиционните филтър преси като лентови преси и рамкови преси. В сравнение с центрофугите, HLDS работи с по-ниска консумация на енергия и вода, което я прави по-ефективна и екологична.
Винтовата преса за обезводняване на утайки HLDS се използва широко в различни системи за пречистване на отпадъчни води, включително в общинския, нефтохимическия, химическия, хартиения, фармацевтичния, кожения и други промишлени сектори за пречистване на вода. Тя е ефективна и за третиране на оборски тор от млечни ферми, утайки от палмово масло, септични утайки и други. Нашето оборудване е доказано в множество реални приложения, демонстрирайки изключителна производителност и икономически ползи, помагайки на бизнеса да намали оперативните разходи, като същевременно постига екологичните си цели.
С развитието на технологиите за пречистване на вода, иновативните решения на Holly предоставят на клиентите по целия свят по-ефективно и рентабилно оборудване, допринасяйки за устойчивото развитие на индустриите за обезводняване на утайки и пречистване на вода. С комбинация от авангардни технологии и дългогодишен опит в индустрията, Holly е посветена на предлагането на най-модерното оборудване за пречистване на отпадъчни води, стимулирайки напредъка на индустрията и екологичната устойчивост.
Време на публикуване: 03 април 2025 г.