ความก้าวหน้าในการบรรเทาการอุดตันของเมมเบรน: เทคโนโลยี UV/E-Cl ปฏิวัติการบำบัดน้ำเสีย

ภาพถ่ายโดยอีวาน บันดูราบนอันสแปลช 

ทีมนักวิจัยชาวจีนได้พัฒนาความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการบำบัดน้ำเสียด้วยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี UV/E-Cl เพื่อลดการเกาะตัวของเจลในเมมเบรนได้อย่างประสบความสำเร็จ งานวิจัยนี้ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในการสื่อสารธรรมชาติเน้นย้ำแนวทางใหม่ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการขจัดน้ำและประสิทธิภาพการกรองเมมเบรนในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย

ประสิทธิภาพการขจัดน้ำที่เพิ่มขึ้น

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการใช้ UV/E-Cl ช่วยปรับปรุงฟลักซ์ของน้ำในการทดลองการขจัดน้ำได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยให้ฟลักซ์สูงถึง 138% ของระบบ E-Cl, 239% ของระบบ UV และ 198% ของระบบควบคุม สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า UV/E-Cl มีประสิทธิภาพในการทำลายโครงสร้างการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการขจัดน้ำดีขึ้น ด้วยการใช้ระบบจำลอง SA-BSA นักวิจัยสามารถจำลองพฤติกรรมของสารพอลิเมอร์นอกเซลล์ (EPS) ที่ซับซ้อน และยืนยันความเกี่ยวข้องของโปรตีนและพอลิแซ็กคาไรด์ในกระบวนการขจัดน้ำจากตะกอนน้ำเสีย (WAS)

ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับโมเลกุลของกลไกการเกิดคราบสกปรก

การศึกษานี้เจาะลึกถึงปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลของโปรตีนและพอลิแซ็กคาไรด์ เผยให้เห็นว่าการเชื่อมโยงทางไฟฟ้าสถิตระหว่างหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิลมีบทบาทสำคัญในการเกาะติดของเยื่อหุ้มเซลล์ นักวิจัยระบุโหมดการจับยึดโมเลกุลสามแบบผ่านการวิเคราะห์สเปกตรัม FTIR และการจำลองด้วยทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น (DFT) ซึ่งบ่งชี้ว่ามีแนวโน้มสูงที่จะใช้โครงสร้างเชิงเส้นที่ส่งเสริมการเชื่อมโยงข้ามของพอลิเมอร์ ผลการวิจัยนี้ช่วยให้เข้าใจในระดับโมเลกุลว่า UV/E-Cl ขัดขวางปฏิกิริยาเหล่านี้อย่างไร ส่งผลให้ความหนืดลดลง ขนาดก้อนตะกอนใหญ่ขึ้น และการปล่อยน้ำเพิ่มขึ้น

บทบาทเสริมฤทธิ์ของอนุมูลอิสระ Cl ในการบรรเทาการเกิดคราบสกปรก

การวิเคราะห์เพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าอนุมูลคลอรีน (Cl•) มีบทบาทสำคัญในการย่อยสลาย BSA และ SA โดยมีส่วนทำให้เกิดการสลายตัวมากกว่า 90% การศึกษารายงานว่าค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง Cl• กับโมเลกุลขนาดใหญ่เหล่านี้มีค่าสูงเป็นพิเศษ ซึ่งสนับสนุนประสิทธิภาพของ UV/E-Cl ในการย่อยสลายสารที่ละลายในเยื่อ กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่ทำให้โครงสร้าง SA-BSA แตกออกเป็นอนุภาคขนาดเล็กลงเท่านั้น แต่ยังลดความหนืดและความสามารถในการกักเก็บน้ำลงอย่างมาก ส่งผลให้ชั้นสารที่ละลายในเยื่อที่ละลายในเยื่ออ่อนแอลง

ข้อมูลเชิงลึกทางอุณหพลศาสตร์: สถานะการเกิดน้ำเป็นปัจจัยสำคัญ

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ของการอุดตันของเมมเบรน ซึ่งยืนยันว่าสภาวะการเกิดน้ำมีอิทธิพลเหนือพฤติกรรมการอุดตันของเจล มากกว่าปัจจัยความพรุนหรือความสามารถในการซึมผ่านแบบเดิม การวิเคราะห์ทางเทอร์โมกราวิเมทริกพบว่าปริมาณน้ำที่ผูกติดอยู่ในชั้นควบคุมการอุดตันเกือบ 80% ในขณะที่การบำบัดด้วยรังสี UV/E-Cl ช่วยลดปริมาณน้ำลงเหลือน้อยกว่า 10% การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้สามารถปล่อยน้ำได้ง่ายขึ้น ซึ่งท้ายที่สุดแล้วช่วยลดความต้านทานต่อการกรองและเพิ่มประสิทธิภาพการกรอง

สู่การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ

ด้วยผลลัพธ์ที่น่าสนใจเหล่านี้ นักวิจัยจึงเสนอแนะให้ปรับพารามิเตอร์ของเครื่องปฏิกรณ์ให้เหมาะสมที่สุด ซึ่งรวมถึงวัสดุอิเล็กโทรด ความเข้มของรังสี UV และระยะเวลาในการบำบัด เพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดของกระบวนการ การศึกษานี้ยังเสนอให้ผสานรังสี UV/E-Cl เข้ากับสารออกซิแดนท์อื่นๆ เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เพื่อกระตุ้นการสร้างอนุมูลอิสระและเพิ่มประสิทธิภาพในการบำบัด นอกจากนี้ นักวิจัยยังเน้นย้ำถึงศักยภาพในการใช้สารละลาย NaCl ความเข้มข้นต่ำ เช่น น้ำทะเล เพื่อให้การบำบัดน้ำเสียมีความยั่งยืนและคุ้มค่า

ความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ในเทคโนโลยีเมมเบรน

แม้ว่าการศึกษานี้จะดำเนินการโดยใช้ WAS แต่ผลการศึกษามีนัยยะสำคัญที่กว้างไกลเกินกว่าการบำบัดน้ำเสีย การยอมรับว่าภาวะน้ำเป็นปัจจัยหลักในการบรรเทาปัญหาการอุดตันของเมมเบรนมีความสำคัญอย่างสากลในกระบวนการเมมเบรนและขนาดของเครื่องปฏิกรณ์ที่แตกต่างกัน ความก้าวหน้าครั้งนี้จะนำไปสู่เทคโนโลยีการกรองที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนยิ่งขึ้นในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำทั่วโลก

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นทั่วโลกสำหรับการจัดการน้ำเสียอย่างมีประสิทธิภาพ เทคโนโลยี UV/E-Cl จึงนำเสนอโซลูชันที่มีแนวโน้มดีสำหรับการปรับปรุงอายุการใช้งานของเมมเบรน ลดต้นทุนการดำเนินงาน และเพิ่มประสิทธิภาพการบำบัดโดยรวม ขณะที่นักวิจัยยังคงพัฒนาและขยายขอบเขตวิธีการใหม่นี้ อนาคตของการบำบัดน้ำเสียจึงดูมีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้น

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูการศึกษาฉบับเต็มซึ่งตีพิมพ์ใน Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]

การขจัดน้ำตะกอนที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมด้วยเทคโนโลยีของฮอลลี่

ในด้านการบำบัดน้ำ ฮอลลี่มุ่งมั่นที่จะนำเสนอโซลูชันการขจัดน้ำออกจากตะกอนที่เป็นนวัตกรรมใหม่ให้กับลูกค้า เครื่องอัดตะกอนแบบสกรูหลายแผ่น HLDS ของเรา ด้วยการออกแบบที่ป้องกันการอุดตันอันเป็นเอกลักษณ์และฟังก์ชันทำความสะอาดตัวเองขั้นสูง ช่วยลดต้นทุนการก่อสร้างโรงบำบัดน้ำเสียได้อย่างมาก อุปกรณ์นี้ใช้ระบบควบคุม PLC อัตโนมัติ ซึ่งประกอบด้วยสกรูและวงแหวนเคลื่อนที่เพื่อทำความสะอาดตัวเอง ซึ่งสามารถทดแทนเครื่องกรองแบบเดิม เช่น เครื่องอัดแบบสายพานและเครื่องอัดแบบเฟรม เมื่อเทียบกับเครื่องเหวี่ยง HLDS ทำงานด้วยพลังงานและปริมาณการใช้น้ำที่ต่ำกว่า ทำให้มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า

สกรูอัดตะกอนแบบแยกน้ำ HLDS ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในระบบบำบัดน้ำเสียหลากหลายประเภท ทั้งระบบบำบัดน้ำเสียเทศบาล ปิโตรเคมี เส้นใยเคมี กระดาษ ยา หนัง และอุตสาหกรรมบำบัดน้ำเสียอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพในการบำบัดปุ๋ยคอกจากฟาร์มโคนม ตะกอนน้ำมันปาล์ม ตะกอนบ่อเกรอะ และอื่นๆ อุปกรณ์ของเราได้รับการพิสูจน์แล้วในการใช้งานจริงมากมาย แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่โดดเด่นและประโยชน์ทางเศรษฐกิจ ช่วยให้ธุรกิจต่างๆ ลดต้นทุนการดำเนินงานควบคู่ไปกับการบรรลุเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อม

ในขณะที่เทคโนโลยีการบำบัดน้ำยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง โซลูชันอันล้ำสมัยของ Holly มอบอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่ายิ่งขึ้นให้กับลูกค้าทั่วโลก ส่งเสริมการพัฒนาอย่างยั่งยืนของอุตสาหกรรมการขจัดน้ำเสียและบำบัดน้ำเสีย ด้วยการผสมผสานเทคโนโลยีที่ทันสมัยและประสบการณ์อันยาวนานในอุตสาหกรรม Holly มุ่งมั่นที่จะนำเสนออุปกรณ์บำบัดน้ำเสียที่ทันสมัยที่สุด เพื่อขับเคลื่อนความก้าวหน้าของอุตสาหกรรมและความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม