Fotografija autoraIvan BanduranaUnsplash
Tim kineskih istraživača ostvario je revolucionarni napredak u tretmanu otpadnih voda uspješnom primjenom UV/E-Cl tehnologije za ublažavanje onečišćenja membranskim gelom. Studija, nedavno objavljena uPrirodne komunikacije, ističe novi pristup poboljšanju efikasnosti odvodnjavanja i performansi membranske filtracije u procesima prečišćavanja otpadnih voda.
Poboljšana efikasnost odvodnjavanja
Studija je pokazala da primjena UV/E-Cl značajno poboljšava protok vode u eksperimentima odvodnjavanja, postižući protoke do 138% za E-Cl sistem, 239% za UV sistem i 198% za kontrolu. Ovo ukazuje na to da UV/E-Cl efikasno remeti membranske strukture obraštanja, što dovodi do poboljšanih performansi odvodnjavanja. Korištenjem SA-BSA modelnog sistema, istraživači su uspjeli simulirati ponašanje složenih ekstracelularnih polimernih supstanci (EPS) i potvrditi relevantnost proteina i polisaharida u odvodnjavanju mulja otpadnih voda (WAS).
Molekularni uvidi u mehanizme obraštanja
Studija je istražila intermolekularne interakcije proteina i polisaharida, otkrivajući da elektrostatičko premošćivanje između amino i karboksilnih grupa igra ključnu ulogu u onečišćenju membrane. Pomoću FTIR spektralne analize i simulacija teorije funkcionalne gustoće (DFT), istraživači su identificirali tri načina molekularnog vezivanja, što ukazuje na snažnu preferenciju linearnih konformacija koje potiču umrežavanje polimera. Ovi nalazi pružaju razumijevanje na molekularnom nivou kako UV/E-Cl remeti ove interakcije, što dovodi do smanjene viskoznosti, većih veličina flokula i poboljšanog oslobađanja vode.
Sinergistička uloga Cl radikala u ublažavanju obraštanja
Dalja analiza je pokazala da hlorni radikali (Cl•) igraju dominantnu ulogu u razgradnji BSA i SA, doprinoseći preko 90% njihovoj razgradnji. Studija je pokazala izuzetno visoke konstante brzine reakcije za interakcije Cl• sa ovim makromolekulama, što podržava efikasnost UV/E-Cl u razgradnji membranskih zagađivača. 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 zagađivača nalik gelu.
Termodinamički uvidi: Stanje pojave vode kao ključni faktor
Istraživanje je dalje istražilo termodinamiku membranskog obraštanja, potvrđujući da stanja prisustva vode - a ne konvencionalni faktori poroznosti ili propusnosti - dominiraju ponašanjem obraštanja gela. Termogravimetrijska analiza je otkrila da je sadržaj vezane vode u kontrolnim slojevima obraštanja bio skoro 80%, dok ga je UV/E-Cl tretman smanjio na manje od 10%. Ova promjena je omogućila lakše oslobađanje vode, što je u konačnici smanjilo otpor filtracije i poboljšalo efikasnost filtracije.
Prema praktičnim primjenama
S ovim uvjerljivim rezultatima, istraživači predlažu optimizaciju parametara reaktora, uključujući materijal elektroda, intenzitet UV zračenja i trajanje tretmana, 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 efikasnost tretmana. Osim toga, istraživači naglašavaju potencijal korištenja NaCl otopina niže koncentracije - poput morske vode - za postizanje održivog i isplativog tretmana otpadnih voda.
Univerzalni proboj u membranskoj tehnologiji
Iako je ova studija provedena korištenjem WAS tehnologije, njeni nalazi imaju dalekosežne implikacije izvan tretmana otpadnih voda. Prepoznavanje stanja prisustva vode kao dominantnog faktora u ublažavanju onečišćenja membrana ima univerzalni značaj u različitim membranskim procesima i reaktorskim razmjerima. Ovaj proboj otvara put efikasnijim i održivijim tehnologijama filtracije u industrijama za prečišćavanje vode širom svijeta.
S rastućom globalnom potražnjom za efikasnim upravljanjem otpadnim vodama, UV/E-Cl tehnologija predstavlja obećavajuće rješenje za poboljšanje vijeka trajanja membrane, smanjenje operativnih troškova i poboljšanje ukupnih performansi tretmana. Kako istraživači nastavljaju usavršavati i proširivati ovaj inovativni pristup, budućnost tretmana otpadnih voda izgleda sve efikasnija i održivija.
Za više detalja, pogledajte cijelu studiju objavljenu u časopisu Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Efikasno i ekološki prihvatljivo odvodnjavanje mulja Hollyjevom tehnologijom
U oblasti tretmana vode, Holly je posvećen pružanju inovativnih rješenja za odvodnjavanje mulja našim kupcima. Naša HLDS višedisna pužna presa za odvodnjavanje mulja, sa svojim jedinstvenim dizajnom bez začepljenja i naprednom funkcijom samočišćenja, značajno smanjuje troškove izgradnje postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda. Ova oprema koristi automatski PLC kontrolni sistem, koji kombinuje puž i pokretne prstenove za samočišćenje, što može zamijeniti tradicionalne filter prese poput trakastih i ram prese. U poređenju sa centrifugama, HLDS radi sa manjom potrošnjom energije i vode, što je čini efikasnijom i ekološki prihvatljivijom.
HLDS presa za odvodnjavanje mulja se široko koristi u raznim sistemima za prečišćavanje otpadnih voda, uključujući komunalni, petrohemijski, hemijski, papirni, farmaceutski, kožni i druge industrijske sektore za prečišćavanje vode. Također je efikasna za prečišćavanje stajskog gnojiva sa mliječnih farmi, mulja od palminog ulja, septičkog mulja i još mnogo toga. Naša oprema je dokazana u brojnim primjenama u stvarnom svijetu, pokazujući izuzetne performanse i ekonomske koristi, pomažući preduzećima da smanje operativne troškove uz istovremeno ispunjavanje ekoloških ciljeva.
Kako se tehnologija za prečišćavanje vode nastavlja razvijati, Hollyjeva inovativna rješenja pružaju kupcima širom svijeta efikasniju i isplativiju opremu, doprinoseći održivom razvoju industrije odvodnjavanja mulja i prečišćavanja vode. Kombinacijom najsavremenije tehnologije i dugogodišnjeg iskustva u industriji, Holly je posvećen ponudi najnaprednije opreme za prečišćavanje otpadnih voda, podstičući napredak industrije i ekološku održivost.
Vrijeme objave: 03.04.2025.