Foto olehIvan BandurapadaHapus percikan
Sebuah tim peneliti Tiongkok telah membuat kemajuan yang luar biasa dalam pengolahan air limbah dengan penerapan teknologi UV/E-Cl yang berhasil untuk mengurangi pengotoran gel membran. Studi tersebut, 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, yang mengarah pada peningkatan kinerja dewatering. Dengan memanfaatkan sistem model SA-BSA, para peneliti mampu 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 menyelidiki interaksi antarmolekul protein dan polisakarida, yang mengungkap bahwa penjembatanan elektrostatik antara gugus amino dan karboksil memainkan peran 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 untuk konformasi linier yang mendorong ikatan silang polimer. Temuan ini memberikan pemahaman tingkat molekuler tentang bagaimana UV/E-Cl mengganggu interaksi ini, yang mengarah pada viskositas yang berkurang, ukuran flok yang lebih besar, dan pelepasan air yang lebih baik.
Peran Sinergis Radikal Cl dalam Mitigasi Fouling
Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa radikal klorin (Cl•) memainkan peran dominan dalam degradasi BSA dan SA, berkontribusi lebih dari 90% terhadap kerusakannya. Studi tersebut 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 Kemunculan Air sebagai Faktor Kunci
Penelitian ini selanjutnya mengeksplorasi termodinamika pengotoran membran, yang mengonfirmasi bahwa kondisi keberadaan air—ketimbang faktor porositas atau permeabilitas konvensional—mendominasi perilaku pengotoran gel. Analisis termogravimetri mengungkapkan bahwa kadar air terikat dalam lapisan pengotoran kontrol hampir 80%, sementara perlakuan UV/E-Cl menguranginya hingga kurang dari 10%. Pergeseran ini memungkinkan pelepasan air lebih mudah, yang pada akhirnya menurunkan resistansi filtrasi dan meningkatkan efisiensi filtrasi.
Menuju Aplikasi Praktis
Dengan hasil yang meyakinkan ini, para peneliti menyarankan untuk mengoptimalkan parameter reaktor, termasuk bahan 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 meningkatkan efisiensi pengolahan. Selain itu, para peneliti menekankan potensi penggunaan larutan NaCl dengan konsentrasi rendah—seperti air laut—untuk mencapai pengolahan air limbah yang berkelanjutan dan hemat biaya.
Terobosan Universal dalam Teknologi Membran
Meskipun penelitian ini dilakukan menggunakan WAS, temuannya memiliki implikasi yang luas di luar pengolahan air limbah. Pengakuan keadaan kemunculan air sebagai faktor dominan dalam mitigasi pengotoran membran memiliki signifikansi universal di berbagai proses membran dan skala reaktor. Terobosan ini membuka jalan bagi teknologi penyaringan yang lebih efisien dan berkelanjutan dalam industri pengolahan air di seluruh dunia.
Dengan meningkatnya permintaan global untuk pengelolaan air limbah yang efisien, teknologi UV/E-Cl menghadirkan solusi yang menjanjikan untuk meningkatkan keawetan membran, mengurangi biaya operasional, dan meningkatkan kinerja pengolahan secara keseluruhan. Seiring para peneliti terus menyempurnakan dan meningkatkan pendekatan inovatif ini, masa depan pengolahan air limbah tampak semakin efisien dan berkelanjutan.
Untuk informasi lebih rinci, silakan merujuk pada studi lengkap yang diterbitkan 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 inovatif untuk pengeringan lumpur bagi pelanggan kami. Mesin Press Sekrup Pengering Lumpur Multi-cakram HLDS kami, dengan desain unik bebas-sumbat dan fungsi pembersihan mandiri yang canggih, secara signifikan mengurangi biaya konstruksi pabrik pengolahan limbah. Peralatan ini menggunakan sistem kontrol PLC otomatis, yang menggabungkan sekrup dan cincin bergerak untuk pembersihan mandiri, yang dapat menggantikan mesin press filter tradisional seperti mesin press sabuk dan mesin press rangka. 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 sektor pengolahan air kota, 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 banyak lagi. Peralatan kami telah terbukti dalam berbagai aplikasi di dunia 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, yang berkontribusi pada pengembangan berkelanjutan industri pengolahan air dan pengeringan lumpur. Dengan kombinasi teknologi mutakhir dan pengalaman industri selama bertahun-tahun, Holly berdedikasi untuk menawarkan peralatan pengolahan air limbah tercanggih, yang mendorong kemajuan industri dan keberlanjutan lingkungan.
Waktu posting: 03-Apr-2025