Մեմբրանային աղտոտման նվազեցման առաջընթաց. UV/E-Cl տեխնոլոգիան հեղափոխություն է մտցնում կեղտաջրերի մաքրման մեջ

Լուսանկարը՝Իվան ԲանդուրավրաԲացահայտում 

Չինացի հետազոտողների մի խումբ հեղափոխական առաջընթաց է գրանցել կեղտաջրերի մաքրման ոլորտում՝ հաջողությամբ կիրառելով UV/E-Cl տեխնոլոգիան՝ թաղանթային գելի աղտոտումը մեղմելու համար: Ուսումնասիրությունը, որը վերջերս հրապարակվել է...Բնության հաղորդակցություններ, ընդգծում է կեղտաջրերի մաքրման գործընթացներում ջրազրկման արդյունավետության և թաղանթային ֆիլտրացիայի բարելավման նորարարական մոտեցումը։

Ջրազրկման արդյունավետության բարձրացում

Ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ UV/E-Cl-ի կիրառումը զգալիորեն բարելավել է ջրի հոսքը ջրազրկման փորձերում՝ հասնելով E-Cl համակարգի մինչև 138%-ի, UV համակարգի 239%-ի և վերահսկիչ համակարգի 198%-ի հոսքի: Սա ենթադրում է, որ UV/E-Cl-ը արդյունավետորեն խաթարում է թաղանթային աղտոտող կառուցվածքները, ինչը հանգեցնում է ջրազրկման արդյունավետության բարելավմանը: SA-BSA մոդելային համակարգ օգտագործելով՝ հետազոտողները կարողացել են մոդելավորել բարդ արտաբջջային պոլիմերային նյութերի (EPS) վարքագիծը և հաստատել սպիտակուցների և պոլիսախարիդների կարևորությունը կեղտաջրերի տիղմի (WAS) ջրազրկման մեջ:

Մոլեկուլային ուսումնասիրություններ աղտոտման մեխանիզմների վերաբերյալ

Ուսումնասիրությունը խորացել է սպիտակուցների և պոլիսախարիդների միջմոլեկուլային փոխազդեցությունների մեջ՝ բացահայտելով, որ ամինո և կարբօքսիլ խմբերի միջև էլեկտրաստատիկ կամուրջները կարևոր դեր են խաղում թաղանթի աղտոտման գործում: FTIR սպեկտրալ վերլուծության և խտության ֆունկցիոնալ տեսության (DFT) մոդելավորման միջոցով հետազոտողները բացահայտել են մոլեկուլային կապի երեք ռեժիմ, որոնք ցույց են տալիս գծային կոնֆորմացիաների ուժեղ նախապատվությունը, որոնք խթանում են պոլիմերների խաչաձև կապը: Այս արդյունքները մոլեկուլային մակարդակով պատկերացում են տալիս այն մասին, թե ինչպես են UV/E-Cl-ը խաթարում այս փոխազդեցությունները՝ հանգեցնելով մածուցիկության նվազմանը, ավելի մեծ չափերի փոշու չափերի և ջրի արտազատման ավելացմանը:

Cl ռադիկալների սիներգետիկ դերը աղտոտման մեղմացման գործում

Հետագա վերլուծությունը ցույց տվեց, որ քլորի ռադիկալները (Cl•) գերիշխող դեր են խաղում BSA-ի և SA-ի քայքայման մեջ՝ նպաստելով դրանց քայքայման ավելի քան 90%-ին: Ուսումնասիրությունը ցույց է տվել Cl•-ի և այս մակրոմոլեկուլների փոխազդեցությունների բացառիկ բարձր ռեակցիայի արագության հաստատուններ, ինչը հաստատում է UV/E-Cl-ի արդյունավետությունը թաղանթային աղտոտիչների քայքայման գործում: Այս գործընթացը ոչ միայն մասնատել է SA-BSA կառուցվածքները ավելի փոքր մասնիկների, այլև զգալիորեն նվազեցրել է դրանց մածուցիկությունը և հիդրատացիայի ունակությունը, դրանով իսկ թուլացնելով գելանման աղտոտող շերտը:

Ջերմադինամիկական դիտարկումներ. Ջրի առաջացման վիճակը որպես հիմնական գործոն

Հետազոտությունը հետագայում ուսումնասիրել է թաղանթային աղտոտման թերմոդինամիկան՝ հաստատելով, որ ջրի առաջացման վիճակները՝ ավանդական ծակոտկենության կամ թափանցելիության գործոնների փոխարեն, գերակշռում են գելի աղտոտման վարքագծում: Ջերմագրավիմետրիկ վերլուծությունը ցույց է տվել, որ վերահսկիչ աղտոտող շերտերում կապված ջրի պարունակությունը կազմել է գրեթե 80%, մինչդեռ ուլտրամանուշակագույն/E-Cl մշակումը նվազեցրել է այն մինչև 10%-ից պակաս: Այս տեղաշարժը թույլ է տվել ջրի ավելի հեշտ արտանետում, ի վերջո նվազեցնելով ֆիլտրացիայի դիմադրությունը և բարելավելով ֆիլտրացիայի արդյունավետությունը:

Գործնական կիրառությունների ուղղությամբ

Այս համոզիչ արդյունքներով, հետազոտողները առաջարկում են օպտիմալացնել ռեակտորի պարամետրերը, ներառյալ էլեկտրոդի նյութը, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ինտենսիվությունը և մշակման տևողությունը՝ գործընթացի մասշտաբայնությունը բարձրացնելու համար: Ուսումնասիրությունը նաև առաջարկում է UV/E-Cl-ի ինտեգրումը այլ օքսիդանտների, ինչպիսին է ջրածնի պերօքսիդը, հետ՝ ռադիկալների առաջացումը հետագայում խթանելու և մշակման արդյունավետությունը բարելավելու համար: Բացի այդ, հետազոտողները ընդգծում են ցածր կոնցենտրացիայի NaCl լուծույթների, ինչպիսիք են ծովի ջուրը, օգտագործման ներուժը՝ կայուն և ծախսարդյունավետ կեղտաջրերի մաքրման հասնելու համար:

Համընդհանուր առաջընթաց մեմբրանի տեխնոլոգիայի մեջ

Չնայած այս ուսումնասիրությունը անցկացվել է WAS համակարգի միջոցով, դրա արդյունքները հեռահար հետևանքներ ունեն ոչ միայն կեղտաջրերի մաքրման ոլորտում: Ջրի առաջացման վիճակների ճանաչումը որպես թաղանթային աղտոտվածության մեղմացման գերիշխող գործոն ունի համընդհանուր նշանակություն տարբեր թաղանթային գործընթացներում և ռեակտորային մասշտաբներում: Այս առաջընթացը հիմք է հանդիսանում ամբողջ աշխարհում ջրամաքրման արդյունաբերություններում ավելի արդյունավետ և կայուն ֆիլտրացիայի տեխնոլոգիաների համար:

Կեղտաջրերի արդյունավետ կառավարման համաշխարհային պահանջարկի աճին զուգընթաց, UV/E-Cl տեխնոլոգիան խոստումնալից լուծում է ներկայացնում թաղանթի երկարակեցությունը բարելավելու, շահագործման ծախսերը կրճատելու և ընդհանուր մաքրման արդյունավետությունը բարելավելու համար: Քանի որ հետազոտողները շարունակում են կատարելագործել և ընդլայնել այս նորարարական մոտեցումը, կեղտաջրերի մաքրման ապագան ավելի ու ավելի արդյունավետ և կայուն է թվում:

Ավելի մանրամասն տեղեկությունների համար տե՛ս Nature Communications-ում հրապարակված ամբողջական ուսումնասիրությունը՝ [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]:

Արդյունավետ և էկոլոգիապես մաքուր տիղմի ջրազրկում Holly's տեխնոլոգիայի միջոցով

Ջրի մաքրման ոլորտում Holly-ն հանձնառու է իր հաճախորդներին տրամադրել տիղմի ջրազրկման նորարարական լուծումներ: Մեր HLDS բազմասկավառակ տիղմի ջրազրկման պտուտակային մամլիչը, իր յուրահատուկ խցանումներից պաշտպանող դիզայնով և առաջադեմ ինքնամաքրման գործառույթով, զգալիորեն կրճատում է կոյուղու կայանների կառուցման ծախսերը: Այս սարքավորումն օգտագործում է ավտոմատ PLC կառավարման համակարգ, որը համատեղում է պտուտակը և շարժական օղակները ինքնամաքրման համար, որը կարող է փոխարինել ավանդական ֆիլտրային մամլիչներին, ինչպիսիք են ժապավենային մամլիչը և շրջանակային մամլիչը: Ցենտրիֆուգների համեմատ, HLDS-ը գործում է ավելի ցածր էներգիայի և ջրի սպառմամբ, ինչը այն դարձնում է ավելի արդյունավետ և էկոլոգիապես մաքուր:

HLDS տիղմի ջրազրկման պտուտակային մամլիչը լայնորեն կիրառվում է կեղտաջրերի մաքրման տարբեր համակարգերում, այդ թվում՝ քաղաքային, նավթաքիմիական, քիմիական մանրաթելերի, թղթի արտադրության, դեղագործական, կաշվե և այլ արդյունաբերական ջրերի մաքրման ոլորտներում: Այն նաև արդյունավետ է կաթնամթերքի ֆերմայի գոմաղբի, արմավենու յուղի տիղմի, սեպտիկ տիղմի և այլնի մշակման համար: Մեր սարքավորումները ապացուցել են իրենց արդյունավետությունը բազմաթիվ իրական կիրառություններում՝ ցուցադրելով բացառիկ արդյունավետություն և տնտեսական օգուտներ, օգնելով բիզնեսներին կրճատել շահագործման ծախսերը՝ միաժամանակ հասնելով շրջակա միջավայրի նպատակներին:

Քանի որ ջրի մաքրման տեխնոլոգիաները շարունակում են զարգանալ, Holly-ի նորարարական լուծումները ամբողջ աշխարհում հաճախորդներին տրամադրում են ավելի արդյունավետ և մատչելի սարքավորումներ, որոնք նպաստում են տիղմի ջրահեռացման և ջրի մաքրման արդյունաբերության կայուն զարգացմանը: Առաջադեմ տեխնոլոգիաների և արդյունաբերական տարիների փորձի համադրությամբ՝ Holly-ն նվիրված է կեղտաջրերի մաքրման ամենաժամանակակից սարքավորումները առաջարկելուն, խթանելով արդյունաբերության առաջընթացը և շրջակա միջավայրի կայունությունը: