Foto doorIvan BanduraopNiet meer spetteren
Een team van Chinese onderzoekers heeft een baanbrekende vooruitgang geboekt in de afvalwaterzuivering met de succesvolle toepassing van UV/E-Cl-technologie om vervuiling van membraangel te verminderen. De studie, onlangs gepubliceerd inNatuurcommunicatiebenadrukt een nieuwe aanpak om de ontwateringsefficiëntie en de membraanfiltratieprestaties in afvalwaterzuiveringsprocessen te verbeteren.
Verbeterde ontwateringsefficiëntie
De studie toonde aan dat de toepassing van UV/E-Cl de waterflux in ontwateringsexperimenten aanzienlijk verbeterde, met fluxen tot 138% van het E-Cl-systeem, 239% van het UV-systeem en 198% van het controlesysteem. Dit suggereert dat UV/E-Cl membraanvervuilingsstructuren effectief verstoort, wat leidt tot verbeterde ontwateringsprestaties. Door gebruik te maken van een SA-BSA-modelsysteem konden onderzoekers het gedrag van complexe extracellulaire polymere stoffen (EPS) simuleren en de relevantie van eiwitten en polysachariden bij de ontwatering van afvalwaterslib (WAS) bevestigen.
Moleculaire inzichten in vervuilingsmechanismen
De studie verdiepte zich in de intermoleculaire interacties van eiwitten en polysachariden en onthulde dat elektrostatische brugvorming tussen amino- en carboxylgroepen een cruciale rol speelt bij membraanvervuiling. Door middel van FTIR-spectraalanalyse en Density Functional Theory (DFT)-simulaties identificeerden onderzoekers drie moleculaire bindingsmodi, wat wijst op een sterke voorkeur voor lineaire conformaties die polymeercrosslinking bevorderen. Deze bevindingen bieden een moleculair inzicht in hoe UV/E-Cl deze interacties verstoort, wat leidt tot een lagere viscositeit, grotere vlokken en een verbeterde waterafgifte.
Synergetische rol van Cl-radicalen bij het verminderen van vervuiling
Verdere analyse toonde aan dat chloorradicalen (Cl•) een dominante rol spelen in de afbraak van BSA en SA en voor meer dan 90% bijdragen aan hun afbraak. De studie rapporteerde uitzonderlijk hoge reactiesnelheidsconstanten voor Cl•-interacties met deze macromoleculen, wat de effectiviteit van UV/E-Cl bij de afbraak van membraanvervuiling ondersteunt. Dit proces fragmenteerde niet alleen de SA-BSA-structuren in kleinere deeltjes, maar verminderde ook hun viscositeit en hydratatiecapaciteit aanzienlijk, waardoor de gelachtige vervuilingslaag verzwakte.
Thermodynamische inzichten: Watervoorkomenstoestand als sleutelfactor
Het onderzoek onderzocht verder de thermodynamica van membraanvervuiling en bevestigde dat de aanwezigheid van water – in plaats van conventionele porositeits- of permeabiliteitsfactoren – het gedrag van gelvervuiling domineert. Thermogravimetrische analyse toonde aan dat het gebonden watergehalte in de controlevervuilingslagen bijna 80% bedroeg, terwijl UV/E-Cl-behandeling dit terugbracht tot minder dan 10%. Deze verschuiving zorgde voor een gemakkelijkere waterafgifte, wat uiteindelijk de filtratieweerstand verlaagde en de filtratie-efficiëntie verbeterde.
Op weg naar praktische toepassingen
Met deze overtuigende resultaten stellen de onderzoekers voor om reactorparameters, waaronder elektrodemateriaal, UV-intensiteit en behandelingsduur, te optimaliseren om de schaalbaarheid van het proces te verbeteren. De studie stelt ook de integratie van UV/E-Cl met andere oxidatiemiddelen, zoals waterstofperoxide, voor om de radicalengeneratie verder te stimuleren en de behandelingsefficiëntie te verbeteren. Daarnaast benadrukken de onderzoekers de mogelijkheden van het gebruik van NaCl-oplossingen met een lagere concentratie, zoals zeewater, om een duurzame en kosteneffectieve afvalwaterzuivering te realiseren.
Een universele doorbraak in membraantechnologie
Hoewel deze studie werd uitgevoerd met behulp van WAS, hebben de bevindingen verstrekkende gevolgen die verder reiken dan alleen afvalwaterzuivering. De erkenning van watertoestanden als de dominante factor bij het tegengaan van membraanvervuiling heeft een universele betekenis voor verschillende membraanprocessen en reactorschalen. Deze doorbraak maakt de weg vrij voor efficiëntere en duurzamere filtratietechnologieën in waterzuiveringsindustrieën wereldwijd.
Met de toenemende wereldwijde vraag naar efficiënt afvalwaterbeheer biedt UV/E-Cl-technologie een veelbelovende oplossing voor het verbeteren van de levensduur van membranen, het verlagen van operationele kosten en het verbeteren van de algehele zuiveringsprestaties. Naarmate onderzoekers deze innovatieve aanpak blijven verfijnen en opschalen, ziet de toekomst van afvalwaterzuivering er steeds efficiënter en duurzamer uit.
Voor meer details, zie de volledige studie gepubliceerd in Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Efficiënte en milieuvriendelijke slibontwatering met de technologie van Holly
Op het gebied van waterzuivering streeft Holly ernaar om haar klanten innovatieve oplossingen te bieden voor slibontwatering. Onze HLDS Multi-disc slibontwateringsschroefpers, met zijn unieke verstoppingsvrije ontwerp en geavanceerde zelfreinigende functie, verlaagt de bouwkosten van rioolwaterzuiveringsinstallaties aanzienlijk. Deze apparatuur maakt gebruik van een automatisch PLC-besturingssysteem, dat een schroef en bewegende ringen combineert voor zelfreiniging, en kan traditionele filterpersen zoals bandpersen en framepersen vervangen. Vergeleken met centrifuges verbruikt de HLDS minder energie en water, waardoor hij efficiënter en milieuvriendelijker is.
De HLDS-slibontwateringsschroefpers wordt veel gebruikt in diverse afvalwaterzuiveringssystemen, waaronder gemeentelijke, petrochemische, chemische vezel-, papier-, farmaceutische, leer- en andere industriële waterzuiveringssectoren. De pers is ook effectief voor de behandeling van mest van melkveebedrijven, palmolieslib, septisch slib en meer. Onze apparatuur heeft zich bewezen in talloze praktijktoepassingen en levert uitzonderlijke prestaties en economische voordelen, waardoor bedrijven hun operationele kosten kunnen verlagen en tegelijkertijd milieudoelstellingen kunnen behalen.
Naarmate de waterzuiveringstechnologie zich verder ontwikkelt, bieden Holly's innovatieve oplossingen klanten wereldwijd efficiëntere en kosteneffectievere apparatuur, wat bijdraagt aan de duurzame ontwikkeling van slibontwaterings- en waterzuiveringsindustrieën. Met een combinatie van geavanceerde technologie en jarenlange ervaring in de sector streeft Holly ernaar de meest geavanceerde afvalwaterzuiveringsapparatuur te leveren en zo de vooruitgang en ecologische duurzaamheid van de sector te stimuleren.
Plaatsingstijd: 3 april 2025