Fotografija autoraIvan BanduranaUnsplash
Tim kineskih istraživača postigao je revolucionarni napredak u pročišćavanju otpadnih voda uspješnom primjenom UV/E-Cl tehnologije za ublažavanje onečišćenja membranskim gelom. Studija, nedavno objavljena uPrirodne komunikacije, ističe novi pristup poboljšanju učinkovitosti odvodnjavanja i performansi membranske filtracije u procesima obrade otpadnih voda.
Poboljšana učinkovitost odvodnjavanja
Studija je pokazala da primjena UV/E-Cl značajno poboljšava protok vode u eksperimentima odvodnjavanja, postižući protoke do 138% za E-Cl sustav, 239% za UV sustav i 198% za kontrolu. To sugerira da UV/E-Cl učinkovito narušava membranske strukture onečišćenja, što dovodi do poboljšanih performansi odvodnjavanja. Korištenjem SA-BSA modelnog sustava, istraživači su uspjeli simulirati ponašanje složenih izvanstaničnih polimernih tvari (EPS) i potvrditi relevantnost proteina i polisaharida u odvodnjavanju mulja otpadnih voda (WAS).
Molekularni uvidi u mehanizme obraštanja
Studija se bavila intermolekularnim interakcijama proteina i polisaharida, otkrivajući da elektrostatsko premošćivanje između amino i karboksilnih skupina igra ključnu ulogu u onečišćenju membrane. Pomoću FTIR spektralne analize i simulacija teorije funkcionalne gustoće (DFT), istraživači su identificirali tri načina molekularnog vezanja, što ukazuje na snažnu preferenciju linearnih konformacija koje potiču umrežavanje polimera. Ovi nalazi pružaju razumijevanje na molekularnoj razini kako UV/E-Cl remeti te interakcije, što dovodi do smanjene viskoznosti, većih veličina flokula i poboljšanog oslobađanja vode.
Sinergistička uloga Cl radikala u ublažavanju obraštanja
Daljnja analiza pokazala je da klorni radikali (Cl•) igraju dominantnu ulogu u razgradnji BSA i SA, doprinoseći preko 90% njihovoj razgradnji. Studija je izvijestila o iznimno visokim konstantama brzine reakcije za interakcije Cl• s tim makromolekulama, što podupire učinkovitost UV/E-Cl u razgradnji membranskih onečišćenja. Ovaj proces ne samo da je fragmentirao strukture SA-BSA na manje čestice, već je i značajno smanjio njihovu viskoznost i kapacitet hidratacije, čime je oslabio sloj onečišćenja nalik gelu.
Termodinamički uvidi: Stanje pojave vode kao ključni faktor
Istraživanje je dalje istražilo termodinamiku membranskog onečišćenja, potvrđujući da stanja prisutnosti vode - a ne konvencionalni faktori poroznosti ili propusnosti - dominiraju ponašanjem onečišćenja gela. Termogravimetrijska analiza otkrila je da je sadržaj vezane vode u kontrolnim slojevima onečišćenja bio gotovo 80%, dok ga je UV/E-Cl tretman smanjio na manje od 10%. Ova promjena omogućila je lakše oslobađanje vode, što je u konačnici smanjilo otpor filtracije i poboljšalo učinkovitost filtracije.
Prema praktičnim primjenama
S ovim uvjerljivim rezultatima, istraživači predlažu optimizaciju parametara reaktora, uključujući materijal elektroda, intenzitet UV zračenja i trajanje obrade, kako bi se poboljšala skalabilnost procesa. Studija također predlaže integraciju UV/E-Cl s drugim oksidansima, poput vodikovog peroksida, kako bi se dodatno potaknulo stvaranje radikala i poboljšala učinkovitost obrade. Osim toga, istraživači naglašavaju potencijal korištenja otopina NaCl niže koncentracije - poput morske vode - za postizanje održive i isplative obrade otpadnih voda.
Univerzalni proboj u membranskoj tehnologiji
Iako je ova studija provedena korištenjem WAS-a, njezini nalazi imaju dalekosežne implikacije koje nadilaze obradu otpadnih voda. Prepoznavanje stanja prisutnosti vode kao dominantnog čimbenika u ublažavanju onečišćenja membrane ima univerzalno značenje u različitim membranskim procesima i reaktorskim razmjerima. Ovaj proboj otvara put učinkovitijim i održivijim tehnologijama filtracije u industrijama obrade vode diljem svijeta.
S rastućom globalnom potražnjom za učinkovitim upravljanjem otpadnim vodama, UV/E-Cl tehnologija predstavlja obećavajuće rješenje za poboljšanje dugovječnosti membrane, smanjenje operativnih troškova i poboljšanje ukupnih performansi obrade. Kako istraživači nastavljaju usavršavati i proširivati ovaj inovativni pristup, budućnost obrade otpadnih voda čini se sve učinkovitijom i održivijom.
Za više detalja pogledajte cijelu studiju objavljenu u časopisu Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Učinkovito i ekološki prihvatljivo odvodnjavanje mulja Hollyjevom tehnologijom
U području obrade vode, Holly je posvećen pružanju inovativnih rješenja za odvodnjavanje mulja našim kupcima. Naša HLDS višedisna vijčana preša za odvodnjavanje mulja, sa svojim jedinstvenim dizajnom bez začepljenja i naprednom funkcijom samočišćenja, značajno smanjuje troškove izgradnje postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Ova oprema koristi automatski PLC upravljački sustav, koji kombinira vijčani vijak i pokretne prstenove za samočišćenje, što može zamijeniti tradicionalne filter preše poput remenskih preša i preša s okvirom. U usporedbi s centrifugama, HLDS radi s manjom potrošnjom energije i vode, što ga čini učinkovitijim i ekološki prihvatljivijim.
HLDS vijčana preša za odvodnjavanje mulja široko se koristi u raznim sustavima za pročišćavanje otpadnih voda, uključujući komunalni, petrokemijski, kemijski, papirni, farmaceutski, kožni i druge industrijske sektore za pročišćavanje vode. Također je učinkovita za pročišćavanje gnoja s mliječnih farmi, mulja od palminog ulja, septičkog mulja i još mnogo toga. Naša oprema dokazala se u brojnim primjenama u stvarnom svijetu, pokazujući iznimne performanse i ekonomske koristi, pomažući tvrtkama da smanje operativne troškove uz istovremeno ispunjavanje ekoloških ciljeva.
Kako se tehnologija pročišćavanja vode nastavlja razvijati, Hollyjeva inovativna rješenja pružaju kupcima diljem svijeta učinkovitiju i isplativiju opremu, doprinoseći održivom razvoju industrije odvodnjavanja mulja i pročišćavanja vode. Kombinacijom vrhunske tehnologije i dugogodišnjeg iskustva u industriji, Holly je posvećen ponudi najnaprednije opreme za pročišćavanje otpadnih voda, potičući napredak industrije i ekološku održivost.
Vrijeme objave: 03.04.2025.