اختراق في التخفيف من غشاء القاذفة: تقنية الأشعة فوق البنفسجية/E-Cl التي تحدث ثورة في معالجة مياه الصرف الصحي

الصورة بواسطةإيفان باندوراعلىغير مصممة 

حقق فريق من الباحثين الصينيين تقدمًا رائدًا في معالجة مياه الصرف الصحي مع التطبيق الناجح لتكنولوجيا UV/E-Cl للتخفيف من قاذورات جل الغشاء. الدراسة ، التي نشرت مؤخرًا فياتصالات الطبيعة، يسلط الضوء على نهج جديد لتحسين كفاءة إزالة المياه وأداء ترشيح الغشاء في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي.

تعزيز كفاءة نزح المياه

أظهرت الدراسة أن تطبيق UV/E-CL قد تحسن بشكل كبير من تدفق المياه في تجارب إزالة المياه ، وتحقيق تدفقات تصل إلى 138 ٪ من نظام E-Cl ، و 239 ٪ من نظام الأشعة فوق البنفسجية ، و 198 ٪ من السيطرة. هذا يشير إلى أن UV/E-Cl يعطل بفعالية هياكل قاذورات الغشاء ، مما يؤدي إلى تعزيز أداء نزح المياه. من خلال استخدام نظام نموذج SA-BSA ، تمكن الباحثون من محاكاة سلوك المواد البوليمرية خارج الخلية المعقدة (EPS) وتأكيد أهمية البروتينات والسكريات في حمأة مياه الصرف الصحي (كان) إزالة المياه.

الرؤى الجزيئية في آليات القاذورات

تدخلت الدراسة في التفاعلات بين الجزيئات للبروتينات والسكريات ، وكشفت أن سد الكهروستاتيكي بين مجموعات الأمينية والكربوكسيل يلعب دورًا مهمًا في تلوث الغشاء. من خلال التحليل الطيفي FTIR وعمليات محاكاة النظرية الوظيفية للكثافة (DFT) ، حدد الباحثون ثلاث أوضاع ربط جزيئية ، مما يشير إلى تفضيل قوي للمطابقات الخطية التي تعزز ربط البوليمر المتقاطع. توفر هذه النتائج فهماً على المستوى الجزيئي لكيفية تعطيل الأشعة فوق البنفسجية/E-Cl من تعطيل هذه التفاعلات ، مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة ، وأحجام FLOC أكبر ، وإطلاق المياه المحسنة.

الدور التآزري ل CL Radicals في التخفيف القوي

أظهر مزيد من التحليل أن جذور الكلور (CL •) تلعب دورًا مهيمنًا في تدهور BSA و SA ، مما يساهم بأكثر من 90 ٪ في انهيارها. أبلغت الدراسة عن ثوابت معدل رد الفعل العالية بشكل استثنائي لتفاعلات CL • مع هذه الجزيئات الكبيرة ، ودعم فعالية UV/E-Cl في المواد الغشائية المتحللة. هذه العملية لم تقم فقط بتجديد هياكل SA-BSA في جزيئات أصغر فحسب ، بل قللت أيضًا بشكل كبير من لزوجتها وسعة الترطيب ، وبالتالي إضعاف طبقة القاذورات الشبيهة بالهلام.

الرؤى الديناميكية الحرارية: حالة حدوث الماء كعامل رئيسي

استكشف البحث كذلك الديناميكا الحرارية لتلوث الغشاء ، مما يؤكد أن حدوث المياه - أكثر من المسامية التقليدية أو عوامل النفاذية - تملأ سلوك قاذورات الهلام. كشف التحليل الحراري المتجه إلى أن محتوى الماء المرتبط في طبقات السيطرة كان ما يقرب من 80 ٪ ، في حين أن المعالجة UV/E-Cl قد خفضت إلى أقل من 10 ٪. سمح هذا التحول بتسهيل إطلاق المياه ، مما يقلل في نهاية المطاف من مقاومة الترشيح وتحسين كفاءة الترشيح.

نحو التطبيقات العملية

مع هذه النتائج المقنعة ، يقترح الباحثون تحسين معلمات المفاعل ، بما في ذلك مواد الإلكترود ، وشدة الأشعة فوق البنفسجية ، ومدة العلاج ، لتعزيز قابلية التوسع في العملية. تقترح الدراسة أيضًا دمج UV/E-Cl مع المواد المؤكسدة الأخرى ، مثل بيروكسيد الهيدروجين ، لزيادة توليد الجذور وتحسين كفاءة العلاج. بالإضافة إلى ذلك ، يؤكد الباحثون على احتمال استخدام حلول NACL ذات التركيز المنخفض-مثل مياه البحر-لتحقيق معالجة مياه الصرف الصحي المستدامة وفعالة من حيث التكلفة.

اختراق عالمي في تكنولوجيا الغشاء

بينما أجريت هذه الدراسة باستخدامها ، كانت نتائجها لها آثار بعيدة المدى تتجاوز معالجة مياه الصرف الصحي. ينص التعرف على حدوث المياه باعتباره العامل السائد في التخفيف من غشاء القاذورات له أهمية عالمية عبر عمليات الغشاء المختلفة ومقاييس المفاعل. هذا الاختراق يمهد الطريق لتقنيات الترشيح الأكثر كفاءة واستدامة في صناعات معالجة المياه في جميع أنحاء العالم.

مع زيادة الطلب العالمي على إدارة مياه الصرف الصحي الفعالة ، تقدم تقنية UV/E-Cl حلاً واعدًا لتحسين عمر الغشاء ، وتقليل التكاليف التشغيلية ، وتعزيز أداء العلاج الإجمالي. مع استمرار الباحثين في تحسين هذا النهج المبتكر وتوسيع نطاقه ، يبدو مستقبل معالجة المياه العادمة فعالة ومستدامة بشكل متزايد.

لمزيد من التفاصيل ، راجع الدراسة الكاملة المنشورة في Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/S41467-025-57878-4]

الحمأة الفعالة والصديقة للبيئة مع تكنولوجيا هولي

في مجال معالجة المياه ، تلتزم Holly بتوفير حلول مبتكرة للحمأة المبتذلة لعملائنا. لدينا مطبعة المسمار HLDS Multi-Disc Discludge ، مع تصميمها الفريد الخالي من السدادة ووظيفة التنظيف الذاتي المتقدمة ، يقلل بشكل كبير من تكاليف بناء مصانع الصرف الصحي. يستخدم هذا الجهاز نظام تحكم تلقائي PLC ، يجمع بين حلقات المسمار والتحريك للتنظيف الذاتي ، والذي يمكن أن يحل محل مكابس المرشح التقليدية مثل الضغط على الحزام وضغط الإطار. بالمقارنة مع الطرد المركزي ، تعمل HLDs مع انخفاض استهلاك الطاقة والمياه ، مما يجعلها أكثر كفاءة وصديقة للبيئة.

تستخدم مطبعة المسمار الحمأة HLDS على نطاق واسع في مختلف أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي ، بما في ذلك قطاعات البلدية والبتروكيماويات والكيميائية وصنع الورق والمستحضرات الصيدلانية والجلد وغيرها من قطاعات معالجة المياه الصناعية. كما أنه فعال لعلاج سماد مزرعة الألبان ، وحمأة زيت النخيل ، وحمأة الصرف الصحي ، وأكثر من ذلك. لقد تم إثبات معداتنا في العديد من التطبيقات في العالم الحقيقي ، مما يدل على الأداء والفوائد الاقتصادية الاستثنائية ، مما يساعد الشركات على تقليل التكاليف التشغيلية أثناء تحقيق الأهداف البيئية.

مع استمرار تطور تكنولوجيا معالجة المياه ، توفر حلول Holly المبتكرة للعملاء في جميع أنحاء العالم معدات أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة ، مما يساهم في التنمية المستدامة لصناعات نزيهة المياه ومعالجة المياه. من خلال مجموعة من التكنولوجيا المتطورة وسنوات من الخبرة في الصناعة ، تكرس هولي لتقديم معدات معالجة مياه الصرف الصحي الأكثر تقدماً ، وتقدم التقدم في الصناعة والاستدامة البيئية.