Foto deIván BanduraenUnsplash
Un equipo de investigadores chineses fixo un avance innovador no tratamento de augas residuais coa aplicación exitosa da tecnoloxía UV/E-Cl para mitigar a incrustación do xel de membrana. O estudo, publicado recentemente enComunicacións coa natureza, destaca unha nova estratexia para mellorar a eficiencia da deshidratación e o rendemento da filtración por membranas nos procesos de tratamento de augas residuais.
Eficiencia de deshidratación mellorada
O estudo demostrou que a aplicación de UV/E-Cl mellorou significativamente o fluxo de auga nos experimentos de deshidratación, acadando fluxos de ata o 138 % do sistema E-Cl, o 239 % do sistema UV e o 198 % do control. Isto suxire que o UV/E-Cl interrompe eficazmente as estruturas de ensuciamento da membrana, o que leva a un mellor rendemento de deshidratación. Mediante a utilización dun sistema modelo SA-BSA, os investigadores puideron simular o comportamento das substancias poliméricas extracelulares complexas (EPS) e confirmar a relevancia das proteínas e os polisacáridos na deshidratación de lodos de augas residuais (WAS).
Información molecular sobre os mecanismos de ensuciamento
O estudo afondou nas interaccións intermoleculares de proteínas e polisacáridos, revelando que as pontes electrostáticas entre os grupos amino e carboxilo xogan un papel crucial no ensuciamento das membranas. Mediante a análise espectral FTIR e simulacións da Teoría Funcional da Densidade (DFT), os investigadores identificaron tres modos de unión molecular, o que indica unha forte preferencia polas conformacións lineais que promoven a reticulación dos polímeros. Estes achados proporcionan unha comprensión a nivel molecular de como o UV/E-Cl interrompe estas interaccións, o que leva a unha viscosidade reducida, a tamaños de flóculos máis grandes e a unha maior liberación de auga.
Papel sinérxico dos radicais Cl na mitigación da incrustación
Análises posteriores demostraron que os radicais de cloro (Cl•) desempeñan un papel dominante na degradación da BSA e da SA, contribuíndo en máis do 90 % á súa descomposición. O estudo informou de constantes de velocidade de reacción excepcionalmente altas para as interaccións do Cl• con estas macromoléculas, o que apoia a eficacia do UV/E-Cl na descomposición de incrustacións de membrana. Este proceso non só fragmentou as estruturas da SA-BSA en partículas máis pequenas, senón que tamén reduciu significativamente a súa viscosidade e capacidade de hidratación, debilitando así a capa de incrustación tipo xel.
Información termodinámica: o estado de aparición da auga como factor clave
A investigación explorou máis a fondo a termodinámica da encrustación das membranas, confirmando que os estados de presenza de auga, en lugar dos factores convencionais de porosidade ou permeabilidade, dominan o comportamento de encrustación do xel. A análise termogravimétrica revelou que o contido de auga unida nas capas de encrustación de control era de case o 80 %, mentres que o tratamento UV/E-Cl o reduciu a menos do 10 %. Este cambio permitiu unha liberación de auga máis fácil, o que en última instancia reduciu a resistencia á filtración e mellorou a eficiencia da filtración.
Cara a aplicacións prácticas
Con estes resultados convincentes, os investigadores suxiren optimizar os parámetros do reactor, incluíndo o material do eléctrodo, a intensidade UV e a duración do tratamento, para mellorar a escalabilidade do proceso. O estudo tamén propón a integración de UV/E-Cl con outros oxidantes, como o peróxido de hidróxeno, para impulsar aínda máis a xeración de radicais e mellorar a eficiencia do tratamento. Ademais, os investigadores salientan o potencial de usar solucións de NaCl de menor concentración, como a auga de mar, para lograr un tratamento de augas residuais sostible e rendible.
Un avance universal na tecnoloxía de membranas
Aínda que este estudo se realizou empregando WAS, os seus achados teñen implicacións de longo alcance que van máis alá do tratamento de augas residuais. O recoñecemento dos estados de presenza da auga como o factor dominante na mitigación da incrustación das membranas ten unha importancia universal en diferentes procesos de membrana e escalas de reactor. Este avance abre o camiño para tecnoloxías de filtración máis eficientes e sostibles nas industrias de tratamento de augas en todo o mundo.
Coa crecente demanda global dunha xestión eficiente das augas residuais, a tecnoloxía UV/E-Cl presenta unha solución prometedora para mellorar a lonxevidade das membranas, reducir os custos operativos e mellorar o rendemento xeral do tratamento. A medida que os investigadores continúan refinando e ampliando esta innovadora abordaxe, o futuro do tratamento das augas residuais semella cada vez máis eficiente e sostible.
Para obter máis detalles, consulte o estudo completo publicado en Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Deshidratación de lodos eficiente e respectuosa co medio ambiente coa tecnoloxía de Holly
No campo do tratamento de augas, Holly comprométese a proporcionar solucións innovadoras de deshidratación de lodos aos nosos clientes. A nosa prensa de parafuso de deshidratación de lodos multidisco HLDS, co seu deseño único sen obstrucións e a súa función de autolimpeza avanzada, reduce significativamente os custos de construción das plantas de depuración. Este equipo utiliza un sistema de control PLC automático, que combina un parafuso e aneis móbiles para a autolimpeza, e que pode substituír as prensas de filtro tradicionais, como as prensas de cinta e as prensas de marco. En comparación coas centrífugas, a HLDS funciona cun menor consumo de enerxía e auga, o que a fai máis eficiente e respectuosa co medio ambiente.
A prensa de parafuso para deshidratación de lodos HLDS úsase amplamente en varios sistemas de tratamento de augas residuais, incluíndo os sectores municipal, petroquímico, de fibra química, de fabricación de papel, farmacéutico, de coiro e outros sectores industriais de tratamento de augas. Tamén é eficaz para tratar esterco de granxas leiteiras, lodos de aceite de palma, lodos sépticos e moito máis. O noso equipo foi probado en numerosas aplicacións do mundo real, demostrando un rendemento e beneficios económicos excepcionais, axudando ás empresas a reducir os custos operativos e cumprindo os obxectivos ambientais.
A medida que a tecnoloxía de tratamento de augas continúa evolucionando, as solucións innovadoras de Holly proporcionan aos clientes de todo o mundo equipos máis eficientes e rendibles, contribuíndo ao desenvolvemento sostible das industrias de deshidratación de lodos e tratamento de augas. Cunha combinación de tecnoloxía de vangarda e anos de experiencia na industria, Holly dedícase a ofrecer os equipos de tratamento de augas residuais máis avanzados, impulsando o progreso da industria e a sostibilidade ambiental.
Data de publicación: 03-04-2025