Ảnh củaIvan BanduraTRÊNBỏ qua
Một nhóm các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã có bước tiến đột phá trong xử lý nước thải với ứng dụng thành công công nghệ UV/E-Cl để giảm thiểu tình trạng bám bẩn gel màng. Nghiên cứu mới được công bố trênTruyền thông thiên nhiên, nêu bật một phương pháp mới để cải thiện hiệu quả tách nước và hiệu suất lọc màng trong các quy trình xử lý nước thải.
Hiệu quả tách nước được cải thiện
Nghiên cứu chứng minh rằng việc áp dụng UV/E-Cl cải thiện đáng kể lưu lượng nước trong các thí nghiệm tách nước, đạt lưu lượng lên đến 138% của hệ thống E-Cl, 239% của hệ thống UV và 198% của hệ thống đối chứng. Điều này cho thấy UV/E-Cl phá vỡ hiệu quả các cấu trúc bám bẩn của màng, dẫn đến hiệu suất tách nước được cải thiện. Bằng cách sử dụng hệ thống mô hình SA-BSA, các nhà nghiên cứu có thể mô phỏng hành vi của chất polyme ngoại bào phức tạp (EPS) và xác nhận sự liên quan của protein và polysaccharides trong quá trình tách nước bùn thải (WAS).
Hiểu biết sâu sắc về phân tử vào cơ chế bám bẩn
Nghiên cứu đi sâu vào các tương tác liên phân tử của protein và polysaccharides, cho thấy rằng cầu nối tĩnh điện giữa các nhóm amino và carboxyl đóng vai trò quan trọng trong quá trình bám bẩn màng. Thông qua phân tích phổ FTIR và mô phỏng Lý thuyết hàm mật độ (DFT), các nhà nghiên cứu đã xác định được ba chế độ liên kết phân tử, cho thấy sự ưa thích mạnh mẽ đối với các cấu hình tuyến tính thúc đẩy liên kết chéo polyme. Những phát hiện này cung cấp hiểu biết ở cấp độ phân tử về cách UV/E-Cl phá vỡ các tương tác này, dẫn đến giảm độ nhớt, kích thước bông lớn hơn và tăng cường giải phóng nước.
Vai trò hiệp đồng của gốc Cl trong việc giảm thiểu bám bẩn
Phân tích sâu hơn chứng minh rằng các gốc clo (Cl•) đóng vai trò chủ đạo trong quá trình phân hủy BSA và SA, đóng góp hơn 90% vào quá trình phân hủy của chúng. Nghiên cứu báo cáo các hằng số tốc độ phản ứng cực kỳ cao đối với các tương tác Cl• với các đại phân tử này, hỗ trợ hiệu quả của UV/E-Cl trong việc phân hủy các chất bẩn màng. Quá trình này không chỉ phân mảnh các cấu trúc SA-BSA thành các hạt nhỏ hơn mà còn làm giảm đáng kể độ nhớt và khả năng hydrat hóa của chúng, do đó làm suy yếu lớp bẩn dạng gel.
Thấu hiểu nhiệt động lực học: Trạng thái xuất hiện của nước là yếu tố chính
Nghiên cứu tiếp tục khám phá nhiệt động lực học của hiện tượng bám bẩn màng, xác nhận rằng trạng thái xuất hiện của nước—thay vì các yếu tố độ xốp hoặc độ thấm thông thường—chi phối hành vi bám bẩn gel. Phân tích nhiệt trọng lượng cho thấy hàm lượng nước liên kết trong các lớp bám bẩn kiểm soát là gần 80%, trong khi xử lý UV/E-Cl làm giảm hàm lượng này xuống dưới 10%. Sự thay đổi này cho phép giải phóng nước dễ dàng hơn, cuối cùng làm giảm sức cản lọc và cải thiện hiệu quả lọc.
Hướng tới ứng dụng thực tế
Với những kết quả hấp dẫn này, các nhà nghiên cứu đề xuất tối ưu hóa các thông số lò phản ứng, bao gồm vật liệu điện cực, cường độ tia UV và thời gian xử lý, để tăng khả năng mở rộng quy trình. Nghiên cứu cũng đề xuất tích hợp tia UV/E-Cl với các chất oxy hóa khác, chẳng hạn như hydro peroxide, để thúc đẩy hơn nữa quá trình tạo gốc và cải thiện hiệu quả xử lý. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh tiềm năng sử dụng các dung dịch NaCl có nồng độ thấp hơn—chẳng hạn như nước biển—để đạt được quá trình xử lý nước thải bền vững và tiết kiệm chi phí.
Một bước đột phá toàn cầu trong công nghệ màng
Mặc dù nghiên cứu này được tiến hành bằng WAS, nhưng những phát hiện của nó có ý nghĩa sâu rộng vượt ra ngoài phạm vi xử lý nước thải. Việc công nhận trạng thái xảy ra của nước là yếu tố chi phối trong việc giảm thiểu tình trạng bám bẩn màng có ý nghĩa phổ quát trên các quy trình màng và quy mô lò phản ứng khác nhau. Bước đột phá này mở đường cho các công nghệ lọc hiệu quả và bền vững hơn trong các ngành xử lý nước trên toàn thế giới.
Với nhu cầu ngày càng tăng trên toàn cầu về quản lý nước thải hiệu quả, công nghệ UV/E-Cl đưa ra một giải pháp đầy hứa hẹn để cải thiện tuổi thọ màng, giảm chi phí vận hành và nâng cao hiệu suất xử lý tổng thể. Khi các nhà nghiên cứu tiếp tục tinh chỉnh và mở rộng phương pháp tiếp cận sáng tạo này, tương lai của xử lý nước thải có vẻ ngày càng hiệu quả và bền vững.
Để biết thêm chi tiết, hãy tham khảo nghiên cứu đầy đủ được công bố trên Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Công nghệ tách nước bùn hiệu quả và thân thiện với môi trường của Holly
Trong lĩnh vực xử lý nước, Holly cam kết cung cấp các giải pháp tách nước bùn tiên tiến cho khách hàng của chúng tôi. Máy ép trục vít tách nước bùn đa đĩa HLDS của chúng tôi, với thiết kế không tắc nghẽn độc đáo và chức năng tự làm sạch tiên tiến, giúp giảm đáng kể chi phí xây dựng nhà máy xử lý nước thải. Thiết bị này sử dụng hệ thống điều khiển PLC tự động, kết hợp trục vít và vòng chuyển động để tự làm sạch, có thể thay thế các máy ép lọc truyền thống như máy ép băng tải và máy ép khung. So với máy ly tâm, HLDS hoạt động với mức tiêu thụ điện năng và nước thấp hơn, giúp hiệu quả hơn và thân thiện với môi trường hơn.
Máy ép trục vít tách nước bùn HLDS được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống xử lý nước thải, bao gồm đô thị, hóa dầu, sợi hóa học, sản xuất giấy, dược phẩm, da và các ngành xử lý nước công nghiệp khác. Nó cũng hiệu quả trong việc xử lý phân chuồng trại chăn nuôi bò sữa, bùn dầu cọ, bùn bể phốt, v.v. Thiết bị của chúng tôi đã được chứng minh trong nhiều ứng dụng thực tế, chứng minh hiệu suất và lợi ích kinh tế vượt trội, giúp các doanh nghiệp giảm chi phí vận hành trong khi vẫn đạt được các mục tiêu về môi trường.
Khi công nghệ xử lý nước tiếp tục phát triển, các giải pháp sáng tạo của Holly cung cấp cho khách hàng trên toàn thế giới các thiết bị hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp tách nước bùn và xử lý nước. Với sự kết hợp giữa công nghệ tiên tiến và nhiều năm kinh nghiệm trong ngành, Holly luôn tận tâm cung cấp các thiết bị xử lý nước thải tiên tiến nhất, thúc đẩy sự tiến bộ của ngành và tính bền vững của môi trường.
Thời gian đăng: 03-04-2025