Fotó:Ivan Bandura-onUnsplash
Egy kínai kutatócsoport úttörő előrelépést tett a szennyvíztisztításban az UV/E-Cl technológia sikeres alkalmazásával, amely mérsékelte a membrángél lerakódását. A tanulmány, amelyet nemrégiben publikáltak a ... folyóiratban.Természetkommunikáció, egy újszerű megközelítést emel ki a szennyvíztisztítási folyamatok víztelenítési hatékonyságának és membránszűrési teljesítményének javítására.
Fokozott víztelenítési hatékonyság
A tanulmány kimutatta, hogy az UV/E-Cl alkalmazása jelentősen javította a vízfluxust a víztelenítési kísérletekben, az E-Cl rendszer akár 138%-át, az UV rendszer 239%-át és a kontroll 198%-át elérő fluxust elérve. Ez arra utal, hogy az UV/E-Cl hatékonyan bontja meg a membrán szennyező struktúráit, ami fokozott víztelenítési teljesítményhez vezet. Egy SA-BSA modellrendszer segítségével a kutatók képesek voltak szimulálni a komplex extracelluláris polimer anyag (EPS) viselkedését, és megerősítették a fehérjék és poliszacharidok relevanciáját a szennyvíziszap (WAS) víztelenítésében.
Molekuláris betekintés a szennyeződési mechanizmusokba
A tanulmány a fehérjék és poliszacharidok intermolekuláris kölcsönhatásait vizsgálta, feltárva, hogy az amino- és karboxilcsoportok közötti elektrosztatikus hidak kulcsszerepet játszanak a membrán elszennyeződésében. FTIR spektrális analízis és sűrűségfunkcionál-elméleti (DFT) szimulációk segítségével a kutatók három molekuláris kötődési módot azonosítottak, ami a polimer térhálósodását elősegítő lineáris konformációk iránti erős preferenciát jelzi. Ezek az eredmények molekuláris szintű megértést nyújtanak arról, hogy az UV/E-Cl hogyan bontja meg ezeket a kölcsönhatásokat, ami a viszkozitás csökkenéséhez, a flokkulumok méretének növekedéséhez és a víz fokozott felszabadulásához vezet.
A Cl gyökök szinergikus szerepe a szennyeződés csökkentésében
További elemzések kimutatták, hogy a klórgyökök (Cl•) domináns szerepet játszanak a BSA és az SA lebontásában, több mint 90%-ban hozzájárulva ezek lebomlásához. A tanulmány kivételesen magas reakciósebességi állandókat jelentett a Cl• kölcsönhatásaira ezekkel a makromolekulákkal, ami alátámasztja az UV/E-Cl hatékonyságát a membrán szennyező anyagok lebontásában. Ez a folyamat nemcsak kisebb részecskékre bontotta az SA-BSA szerkezeteket, hanem jelentősen csökkentette azok viszkozitását és hidratációs kapacitását is, ezáltal gyengítve a gélszerű szennyező réteget.
Termodinamikai betekintés: A víz előfordulási állapota, mint kulcsfontosságú tényező
A kutatás tovább vizsgálta a membránszennyeződés termodinamikáját, megerősítve, hogy a víz előfordulási állapotai – a hagyományos porozitási vagy permeabilitási tényezők helyett – dominálnak a gélszennyeződési viselkedésben. A termogravimetriás elemzés kimutatta, hogy a kontroll szennyező rétegekben a kötött víztartalom közel 80% volt, míg az UV/E-Cl kezelés 10% alá csökkentette ezt. Ez az eltolódás lehetővé tette a könnyebb vízkiválasztást, végső soron csökkentve a szűrési ellenállást és javítva a szűrési hatékonyságot.
Gyakorlati alkalmazások felé
Ezekkel a meggyőző eredményekkel a kutatók a reaktorparaméterek, beleértve az elektróda anyagát, az UV-intenzitást és a kezelés időtartamát, optimalizálását javasolják a folyamat skálázhatóságának javítása érdekében. A tanulmány az UV/E-Cl más oxidálószerekkel, például hidrogén-peroxiddal való integrálását is javasolja a gyökképződés további fokozása és a kezelés hatékonyságának javítása érdekében. Ezenkívül a kutatók hangsúlyozzák az alacsonyabb koncentrációjú NaCl-oldatok – például a tengervíz – használatának lehetőségét a fenntartható és költséghatékony szennyvíztisztítás elérése érdekében.
Univerzális áttörés a membrántechnológiában
Bár ezt a tanulmányt vízgőz-szűrésen (WAS) végezték, eredményei messzemenő következményekkel járnak a szennyvíztisztításon túl is. A vízben előforduló állapotok, mint a membránszennyeződés mérséklésének domináns tényezőjének felismerése egyetemes jelentőséggel bír a különböző membránfolyamatokban és reaktorméretekben. Ez az áttörés utat nyit a hatékonyabb és fenntarthatóbb szűrési technológiák előtt a vízkezelő iparágakban világszerte.
A hatékony szennyvízkezelés iránti globális kereslet növekedésével az UV/E-Cl technológia ígéretes megoldást kínál a membránok élettartamának javítására, az üzemeltetési költségek csökkentésére és az általános tisztítási teljesítmény fokozására. Ahogy a kutatók folyamatosan finomítják és bővítik ezt az innovatív megközelítést, a szennyvízkezelés jövője egyre hatékonyabbnak és fenntarthatóbbnak tűnik.
További részletekért lásd a Nature Communications folyóiratban megjelent teljes tanulmányt: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Hatékony és környezetbarát iszapvíztelenítés Holly technológiájával
A vízkezelés területén a Holly elkötelezett az innovatív iszapvíztelenítési megoldások biztosítása iránt ügyfeleink számára. HLDS többtárcsás iszapvíztelenítő csigaprésünk egyedi dugulásmentes kialakításával és fejlett öntisztító funkciójával jelentősen csökkenti a szennyvíztisztító telepek építési költségeit. Ez a berendezés egy automatikus PLC vezérlőrendszert használ, amely egy csigát és mozgó gyűrűket kombinál az öntisztító rendszerhez, és így helyettesítheti a hagyományos szűrőpréseket, mint például a szalagprést és a keretprést. A centrifugákhoz képest a HLDS alacsonyabb energia- és vízfogyasztással működik, így hatékonyabb és környezetbarátabb.
A HLDS iszapvíztelenítő csavarprést széles körben használják különféle szennyvíztisztító rendszerekben, beleértve a kommunális, petrolkémiai, vegyipari, papíripari, gyógyszeripari, bőripari és egyéb ipari vízkezelési szektorokat. Hatékonyan kezeli a tejgazdaságok trágyáját, a pálmaolaj-iszapokat, a szennyvíziszapokat és egyebeket. Berendezéseink számos valós alkalmazásban bizonyítottak, kivételes teljesítményt és gazdasági előnyöket mutatva, segítve a vállalkozásokat a működési költségek csökkentésében, miközben teljesítik a környezetvédelmi célokat.
Ahogy a vízkezelési technológia folyamatosan fejlődik, a Holly innovatív megoldásai világszerte hatékonyabb és költséghatékonyabb berendezéseket biztosítanak az ügyfeleknek, hozzájárulva az iszapvíztelenítő és vízkezelő iparágak fenntartható fejlődéséhez. A legmodernebb technológia és az évek során szerzett iparági tapasztalat kombinációjával a Holly elkötelezett amellett, hogy a legfejlettebb szennyvízkezelő berendezéseket kínálja, előmozdítva az iparág fejlődését és a környezeti fenntarthatóságot.
Közzététel ideje: 2025. április 3.