پیشرفت در کاهش رسوب غشا: فناوری UV/E-Cl تصفیه فاضلاب را متحول می‌کند

عکس ازایوان بندورارویآن‌اسپلش 

تیمی از محققان چینی با استفاده موفقیت‌آمیز از فناوری UV/E-Cl برای کاهش رسوب ژل غشایی، پیشرفت چشمگیری در تصفیه فاضلاب داشته‌اند. این مطالعه که اخیراً در ... منتشر شده است.ارتباطات طبیعت، رویکردی نوین برای بهبود راندمان آبگیری و عملکرد فیلتراسیون غشایی در فرآیندهای تصفیه فاضلاب را برجسته می‌کند.

افزایش راندمان آبگیری

این مطالعه نشان داد که کاربرد UV/E-Cl به طور قابل توجهی شار آب را در آزمایش‌های آبگیری بهبود می‌بخشد و به شارهایی تا ۱۳۸٪ برای سیستم E-Cl، ۲۳۹٪ برای سیستم UV و ۱۹۸٪ برای کنترل دست می‌یابد. این نشان می‌دهد که UV/E-Cl به طور موثری ساختارهای رسوب غشا را مختل می‌کند و منجر به افزایش عملکرد آبگیری می‌شود. با استفاده از یک سیستم مدل SA-BSA، محققان توانستند رفتار ماده پلیمری خارج سلولی پیچیده (EPS) را شبیه‌سازی کرده و ارتباط پروتئین‌ها و پلی‌ساکاریدها را در آبگیری لجن فاضلاب (WAS) تأیید کنند.

بینش‌های مولکولی در مورد مکانیسم‌های رسوب‌گذاری

این مطالعه به بررسی برهمکنش‌های بین مولکولی پروتئین‌ها و پلی‌ساکاریدها پرداخت و نشان داد که پل زدن الکترواستاتیک بین گروه‌های آمینو و کربوکسیل نقش مهمی در رسوب‌گذاری غشا ایفا می‌کند. محققان از طریق تجزیه و تحلیل طیفی FTIR و شبیه‌سازی‌های نظریه تابعی چگالی (DFT)، سه حالت اتصال مولکولی را شناسایی کردند که نشان‌دهنده ترجیح قوی برای صورت‌بندی‌های خطی است که پیوند عرضی پلیمر را تقویت می‌کنند. این یافته‌ها درک مولکولی از چگونگی اختلال UV/E-Cl در این برهمکنش‌ها را ارائه می‌دهد که منجر به کاهش ویسکوزیته، اندازه بزرگتر لخته‌ها و افزایش آزادسازی آب می‌شود.

نقش هم‌افزایی رادیکال‌های کلر در کاهش رسوب

تجزیه و تحلیل بیشتر نشان داد که رادیکال‌های کلر (Cl•) نقش غالبی در تخریب BSA و SA دارند و بیش از 90٪ در تجزیه آنها نقش دارند. این مطالعه ثابت‌های سرعت واکنش فوق‌العاده بالایی را برای برهمکنش‌های Cl• با این ماکرومولکول‌ها گزارش کرد که از اثربخشی UV/E-Cl در تجزیه رسوبات غشایی پشتیبانی می‌کند. این فرآیند نه تنها ساختارهای SA-BSA را به ذرات کوچکتر تقسیم می‌کند، بلکه ویسکوزیته و ظرفیت هیدراتاسیون آنها را نیز به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و در نتیجه لایه رسوب ژل مانند را تضعیف می‌کند.

بینش‌های ترمودینامیکی: وضعیت وقوع آب به عنوان عامل کلیدی

این تحقیق، ترمودینامیک رسوب‌گذاری غشا را بیشتر بررسی کرد و تأیید کرد که حالت‌های وقوع آب - به جای عوامل تخلخل یا نفوذپذیری مرسوم - بر رفتار رسوب‌گذاری ژلی غالب هستند. تجزیه و تحلیل وزن‌سنجی حرارتی نشان داد که محتوای آب محدود شده در لایه‌های رسوب‌گذاری کنترل تقریباً 80٪ بود، در حالی که تصفیه UV/E-Cl آن را به کمتر از 10٪ کاهش داد. این تغییر امکان آزادسازی آسان‌تر آب را فراهم کرد و در نهایت مقاومت فیلتراسیون را کاهش و راندمان فیلتراسیون را بهبود بخشید.

به سوی کاربردهای عملی

با این نتایج قانع‌کننده، محققان پیشنهاد می‌کنند که پارامترهای راکتور، از جمله جنس الکترود، شدت UV و مدت زمان تصفیه، برای افزایش مقیاس‌پذیری فرآیند، بهینه‌سازی شوند. این مطالعه همچنین ادغام UV/E-Cl را با سایر اکسیدان‌ها، مانند پراکسید هیدروژن، برای افزایش بیشتر تولید رادیکال و بهبود راندمان تصفیه پیشنهاد می‌کند. علاوه بر این، محققان بر پتانسیل استفاده از محلول‌های NaCl با غلظت کمتر - مانند آب دریا - برای دستیابی به تصفیه فاضلاب پایدار و مقرون به صرفه تأکید می‌کنند.

یک پیشرفت جهانی در فناوری غشا

اگرچه این مطالعه با استفاده از WAS انجام شده است، اما یافته‌های آن پیامدهای گسترده‌ای فراتر از تصفیه فاضلاب دارد. شناخت حالات وقوع آب به عنوان عامل غالب در کاهش رسوب غشا، اهمیت جهانی در فرآیندهای مختلف غشایی و مقیاس‌های راکتور دارد. این پیشرفت، راه را برای فناوری‌های فیلتراسیون کارآمدتر و پایدارتر در صنایع تصفیه آب در سراسر جهان هموار می‌کند.

با افزایش تقاضای جهانی برای مدیریت کارآمد فاضلاب، فناوری UV/E-Cl یک راه حل امیدوارکننده برای بهبود طول عمر غشا، کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش عملکرد کلی تصفیه ارائه می‌دهد. همچنان که محققان به اصلاح و گسترش این رویکرد نوآورانه ادامه می‌دهند، آینده تصفیه فاضلاب به طور فزاینده‌ای کارآمد و پایدار به نظر می‌رسد.

برای جزئیات بیشتر، به مطالعه کامل منتشر شده در Nature Communications مراجعه کنید: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]

آبگیری لجن کارآمد و سازگار با محیط زیست با فناوری هالی

در زمینه تصفیه آب، هالی متعهد به ارائه راه‌حل‌های نوآورانه برای آبگیری لجن به مشتریان خود است. پرس پیچی آبگیری لجن چند دیسکی HLDS ما، با طراحی منحصر به فرد و بدون گرفتگی و عملکرد پیشرفته خود تمیزشوندگی، هزینه‌های ساخت تصفیه‌خانه‌های فاضلاب را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. این تجهیزات از یک سیستم کنترل PLC خودکار استفاده می‌کند که ترکیبی از یک پیچ و حلقه‌های متحرک برای خود تمیزشوندگی است و می‌تواند جایگزین پرس‌های فیلتر سنتی مانند پرس تسمه‌ای و پرس فریمی شود. در مقایسه با سانتریفیوژها، HLDS با مصرف برق و آب کمتری کار می‌کند و آن را کارآمدتر و سازگارتر با محیط زیست می‌سازد.

دستگاه پرس پیچی آبگیری لجن HLDS به طور گسترده در سیستم‌های مختلف تصفیه فاضلاب، از جمله تصفیه خانه‌های شهری، پتروشیمی، الیاف شیمیایی، کاغذسازی، داروسازی، چرم و سایر بخش‌های تصفیه آب صنعتی استفاده می‌شود. همچنین برای تصفیه کود دامی، لجن روغن پالم، لجن سپتیک و موارد دیگر مؤثر است. تجهیزات ما در کاربردهای متعدد در دنیای واقعی اثبات شده است و عملکرد استثنایی و مزایای اقتصادی را نشان می‌دهد و به مشاغل کمک می‌کند تا هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهند و در عین حال به اهداف زیست‌محیطی دست یابند.

همزمان با تکامل فناوری تصفیه آب، راهکارهای نوآورانه هالی تجهیزات کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تری را در اختیار مشتریان در سراسر جهان قرار می‌دهد و به توسعه پایدار صنایع آبگیری لجن و تصفیه آب کمک می‌کند. هالی با ترکیبی از فناوری پیشرفته و سال‌ها تجربه در صنعت، خود را وقف ارائه پیشرفته‌ترین تجهیزات تصفیه فاضلاب کرده است که پیشرفت صنعت و پایداری محیط زیست را به دنبال دارد.