Foto olehIvan BandurapadaHapus percikan
Sebuah tim peneliti Tiongkok telah mencapai kemajuan pesat dalam pengolahan air limbah dengan keberhasilan penerapan teknologi UV/E-Cl untuk mengurangi pengotoran gel membran. Studi ini, yang baru-baru ini dipublikasikan diKomunikasi Alam, menyoroti pendekatan baru untuk meningkatkan efisiensi pengeringan dan kinerja penyaringan membran dalam proses pengolahan air limbah.
Peningkatan Efisiensi Pengeringan
Studi ini menunjukkan bahwa penerapan UV/E-Cl secara signifikan meningkatkan fluks air dalam eksperimen dewatering, mencapai fluks hingga 138% dari sistem E-Cl, 239% dari sistem UV, dan 198% dari kontrol. Hal ini menunjukkan bahwa UV/E-Cl secara efektif mengganggu struktur pengotoran membran, sehingga meningkatkan kinerja dewatering. Dengan memanfaatkan sistem model SA-BSA, para peneliti dapat mensimulasikan perilaku zat polimer ekstraseluler (EPS) yang kompleks dan mengonfirmasi relevansi protein dan polisakarida dalam dewatering lumpur air limbah (WAS).
Wawasan Molekuler tentang Mekanisme Pengotoran
Studi ini mendalami interaksi antarmolekul protein dan polisakarida, dan mengungkapkan bahwa jembatan elektrostatik antara gugus amino dan karboksil berperan penting dalam pengotoran membran. Melalui analisis spektral FTIR dan simulasi Teori Fungsi Kepadatan (DFT), para peneliti mengidentifikasi tiga mode pengikatan molekuler, yang menunjukkan preferensi kuat terhadap konformasi linier yang mendorong ikatan silang polimer. Temuan ini memberikan pemahaman tingkat molekuler tentang bagaimana UV/E-Cl mengganggu interaksi ini, yang menghasilkan penurunan viskositas, ukuran flok yang lebih besar, dan peningkatan pelepasan air.
Peran Sinergis Radikal Cl dalam Mitigasi Fouling
Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa radikal klorin (Cl•) berperan dominan dalam degradasi BSA dan SA, berkontribusi lebih dari 90% terhadap kerusakannya. Studi ini melaporkan konstanta laju reaksi yang sangat tinggi untuk interaksi Cl• dengan makromolekul ini, yang mendukung efektivitas UV/E-Cl dalam menguraikan pengotor membran. Proses ini tidak hanya memecah struktur SA-BSA menjadi partikel yang lebih kecil, tetapi juga secara signifikan mengurangi viskositas dan kapasitas hidrasinya, sehingga melemahkan lapisan pengotor seperti gel.
Wawasan Termodinamika: Keadaan Keberadaan Air sebagai Faktor Kunci
Penelitian ini lebih lanjut mengeksplorasi termodinamika pengotoran membran, dan mengonfirmasi bahwa kondisi keberadaan air—alih-alih faktor porositas atau permeabilitas konvensional—mendominasi perilaku pengotoran gel. Analisis termogravimetri mengungkapkan bahwa kadar air terikat pada lapisan pengotoran kontrol hampir 80%, sementara perlakuan UV/E-Cl menguranginya hingga kurang dari 10%. Pergeseran ini memungkinkan pelepasan air yang lebih mudah, yang pada akhirnya menurunkan resistansi filtrasi dan meningkatkan efisiensi filtrasi.
Menuju Aplikasi Praktis
Dengan hasil yang meyakinkan ini, para peneliti menyarankan pengoptimalan parameter reaktor, termasuk material elektroda, intensitas UV, dan durasi pengolahan, untuk meningkatkan skalabilitas proses. Studi ini juga mengusulkan integrasi UV/E-Cl dengan oksidan lain, seperti hidrogen peroksida, untuk lebih meningkatkan pembentukan radikal dan efisiensi pengolahan. Selain itu, para peneliti menekankan potensi penggunaan larutan NaCl dengan konsentrasi lebih rendah—seperti air laut—untuk mencapai pengolahan air limbah yang berkelanjutan dan hemat biaya.
Terobosan Universal dalam Teknologi Membran
Meskipun studi ini dilakukan menggunakan WAS, temuannya memiliki implikasi yang luas di luar pengolahan air limbah. Pengakuan status keberadaan air sebagai faktor dominan dalam mitigasi pengotoran membran memiliki signifikansi universal di berbagai proses membran dan skala reaktor. Terobosan ini membuka jalan bagi teknologi filtrasi yang lebih efisien dan berkelanjutan dalam industri pengolahan air di seluruh dunia.
Dengan meningkatnya permintaan global akan pengelolaan air limbah yang efisien, teknologi UV/E-Cl menghadirkan solusi yang menjanjikan untuk meningkatkan umur membran, mengurangi biaya operasional, dan meningkatkan kinerja pengolahan secara keseluruhan. Seiring para peneliti terus menyempurnakan dan meningkatkan skala pendekatan inovatif ini, masa depan pengolahan air limbah tampak semakin efisien dan berkelanjutan.
Untuk informasi lebih lanjut, silakan merujuk pada studi lengkap yang dipublikasikan di Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Pengeringan Lumpur yang Efisien dan Ramah Lingkungan dengan Teknologi Holly
Di bidang pengolahan air, Holly berkomitmen untuk menyediakan solusi dewatering lumpur yang inovatif bagi pelanggan kami. HLDS Multi-disc Sludge Dewatering Screw Press kami, dengan desain anti-sumbat yang unik dan fungsi pembersihan otomatis yang canggih, secara signifikan mengurangi biaya konstruksi instalasi pengolahan air limbah. Peralatan ini menggunakan sistem kontrol PLC otomatis yang menggabungkan sekrup dan cincin bergerak untuk pembersihan otomatis, yang dapat menggantikan filter press tradisional seperti belt press dan frame press. Dibandingkan dengan sentrifus, HLDS beroperasi dengan daya dan konsumsi air yang lebih rendah, sehingga lebih efisien dan ramah lingkungan.
Mesin Press Sekrup Pengeringan Lumpur HLDS banyak digunakan dalam berbagai sistem pengolahan air limbah, termasuk pengolahan air limbah perkotaan, petrokimia, serat kimia, pembuatan kertas, farmasi, kulit, dan sektor pengolahan air industri lainnya. Mesin ini juga efektif untuk mengolah Kotoran Sapi Perah, Lumpur Kelapa Sawit, Lumpur Septik, dan lainnya. Peralatan kami telah teruji dalam berbagai aplikasi nyata, menunjukkan kinerja dan manfaat ekonomi yang luar biasa, membantu bisnis mengurangi biaya operasional sekaligus memenuhi tujuan lingkungan.
Seiring terus berkembangnya teknologi pengolahan air, solusi inovatif Holly menyediakan peralatan yang lebih efisien dan hemat biaya bagi pelanggan di seluruh dunia, berkontribusi pada pembangunan berkelanjutan industri dewatering lumpur dan pengolahan air. Dengan kombinasi teknologi mutakhir dan pengalaman industri selama bertahun-tahun, Holly berkomitmen untuk menawarkan peralatan pengolahan air limbah tercanggih, mendorong kemajuan industri dan keberlanjutan lingkungan.
Waktu posting: 03-Apr-2025