گسترش سریع بخش های صنعتی نوظهور - از جمله داروها، الکترونیک و انرژی تجدید پذیر - جریان های فاضلاب را با ترکیبات شیمیایی بسیار دور از فاضلاب سنتی شهری معرفی کرده است. فیلترهای Trickling، یک فن آوری درمان بیولوژیکی بالغ، ثابت می کنند که یک راه حل سازگار و مقرون به صرفه برای این effluents جدید است.با استفاده از جوامع طبیعی میکروبی متصل به یک رسانه ثابت، فیلترهای پیچیده، می تواند ترکیبات آلی را کاهش دهد و سمیت به طور فزاینده ای را کاهش دهد.

درک فیلتر های فریبنده: اصول و تنوع طراحی

یک فیلتر پیچ و خم شامل یک تخت رسانه است - از سنگ و slag به ماژول های پلاستیکی ساختار یافته یا بلوک های بسته تصادفی - که فاضلاب با چرخش سلاح یا نازل ثابت توزیع می شود، به عنوان ترفند مایع به سمت پایین، یک بیوفیلم از باکتری، قارچ ها، پروتوزوتا، و ارگانیسم های بالاتر در سطح رسانه ها توسعه می یابد، این بیوفیلم محلول و مایع به طور همزمان اکسیژن شیمیایی را کاهش می دهد (به طور منظم نیاز به اکسیژن جامد، و مایع دی اکسید کربن، و مایع، اکسیژن دی اکسید کربن، و مایع، و مایع دی اکسید کربن، و مایع دی اکسید کربن، و مایع، نیاز به طور مداوم.

فیلترهای مدرن اغلب شامل عقب نشینی، که در آن بخشی از effluent درمان شده به فیلتر نفوذ شده است، این مواد زائد با قدرت بالا را رقیق می کند، مرطوب کردن رسانه ها را حفظ می کند و سازگاری رسانه ها را بهبود می بخشد، حیاتی است: رسانه های پلاستیکی تصادفی فضای خالی بالا و منطقه بزرگ سطح برای پیوست های زیستی فیلم را ارائه می دهند، در حالی که بسته های پلاستیکی ساختار یافته، بهتر گردش هوایی را فراهم می کنند و جلوگیری از استفاده های خاص در حال ظهور است.

ویژگی های زیست محیطی از بخش های کلیدی در حال ظهور

تولید دارویی و API

فاضلاب از تولید دارویی شامل مواد مخدر فعال (APIs)، حلالها و واسطه ها است که می توانند سمی به سیستم های بیولوژیکی معمولی باشند. آنتی بیوتیک ها، هورمون ها و سیتوتوکسین ها چالش های خاصی را ایجاد می کنند زیرا آنها مانع رشد میکروبی می شوند و می توانند در محیط زیست ادامه یابند. Trickling فیلترهای ارائه یک راه حل با حمایت از یک کنسرسیوم میکروبی متنوع است که می تواند مطالعات ضد میکروبی را با استفاده از مولکول های معمول، به کار گیرد.

الکترونیک و نیمه هادی

بخش الکترونیک فاضلاب غنی از فلزات سنگین (copper، سرب، نیکل)، فلوراید و حلال های آلی مانند ایزوپروپانول و n-methylpyrrolidone تولید می کند، زیرا بسیاری از این ترکیبات به شدت سمی هستند، فیلترهای پیچ و خم اغلب با پیش درمان شیمیایی و جداسازی فیزیکی جفت می شوند. این فیلم می تواند بارهای شوک دوره ای را تحمل کند و هنوز فعالیت های بیولوژیکی کافی برای حذف دستورالعمل های آلی همراه با فیلترهای نیتو را حفظ کند.

انرژی های تجدید پذیر و تولید باتری

تولید باتری لیتیوم یون و تولید پنل خورشیدی تولید فاضلاب حاوی الکترولیت، مواد کاتد (cobalt، منگنز، نیکل)، و عوامل تمیز کننده قلیایی را تولید می کند که این جریان ها اغلب دارای سطوح هدایت بالا و pH هستند، و باعث می شود فیلترهای مخرب در یک پیکربندی مرحله ای عمل کنند - اول با بیوفیلم های سازگار با قلیایی که pH را خنثی می کنند، سپس با باکتری های معمولی Heterotive برای حذف مصرف انرژی ارگانیک با دو فیلتر کردن سازگار می شوند.

پروتئین های بیوتکنولوژی و جایگزین

تخمیر صنعتی و تولید پروتئین گیاهی تولید فاضلاب با پروتئین، کربوهیدرات ها و اسیدهای ارگانیک بالا را تولید می کند، این بسترها به راحتی قابل تجزیه هستند، اما نرخ بارگیری بالا می تواند سیستم های رشد معلق را مختل کند.و فیلترهای پیچ و خم شده با اجازه دادن به بیوفیلم ضخیم با حفظ زیست توده بالا، رسانه های ثابت همچنین از شستشو در طول رویدادهای معمول در جریان انتقال مواد شیمیایی / تعداد زیادی جلوگیری می کنند.

فیلتر های پیچ و خم برای آب های صنعتی

هیچ تکنولوژی واحدی نمی تواند هر فیلترهای effluent صنعتی را درمان کند که در یک قطار درمانی که شامل برابر شدن، روشن سازی اولیه و – در جایی که نیاز به – بهبود گام های ترمیمی پیشرفته برای ضایعات با قدرت بالا، اصلاح جزئی (تحریم 1: 1 تا 3:1) رقیق کننده در اثرات و حفظ مکمل های صنعتی قبل از اینکه فسفریک لازم باشد، ممکن است کاهش یابد و کاهش مصرف کننده مواد شیمیایی ضروری باشد.

طراحان همچنین باید پیش نویس اکسیژن را مدیریت کنند.طبیعی از طریق رسانه ها از مناطق هوازی در بالای و مناطق هوازی عمیق تر در تخت پشتیبانی می کند، ایجاد یک بیوفیلم تقویت شده که هر دو حذف COD و تقسیم جزئی را برای نیتروفاسیون کامل، تهویه اجباری اغلب اضافه می شود. انعطاف پذیری در عمق رسانه (معمولا 1 -4 متر) و الگوی توزیع اجازه می دهد تا مهندسان با استفاده از مواد کم خطر (به عنوان مثال، اتصال های کم عمق)

مزایای مقایسه ای بر سایر سیستم های بیولوژیکی

در مقایسه با منافذ فعال، فیلترهای پیچ و خم مصرف انرژی پایین تر (0.1 تا 0.2 کیلووات ساعت در هر m3 از فاضلاب در مقابل 0.3-0.6 کیلووات ساعت برای حوضه های بخار) را ارائه می دهند، همچنین افزایش هیدرولیک بدون شستشوی مغزی جامد را تحمل می کنند و بارهای شوک سمی را بهتر می کنند زیرا ماتریس بیوفیلم محافظت از هزینه های سرمایه را فراهم می کند، متوسط و عملیات فعال شده است - با این حال بازگشت یا تولید گازهای جامد ضروری است.

حل چالش های عملیاتی

  • [FLT: 1 ] {FLT:1 { ضایعات صنعتی با قدرت بالا می توانند باعث رشد بیش از حد بیوفیلم شوند که منجر به برگزیدن بر روی سطح رسانه ها می شود.به طور منظم با آب با فشار بالا، شستشوی هوا یا استراحت دوره ای از فیلتر (1-2 روز) به کنترل ضخامت رسانه های مدرن ساختار یافته با باز کردن بزرگتر (10mm-20) کاهش خطر.
  • کنترل: جیب های آناروبیک در داخل تخت، سولفید هیدروژن تولید می کنند، با استفاده از تهویه اجباری با فیلترهای زیستی یا مواد شیمیایی، یا با دفع مجدد برای حفظ اکسیژن حل شده، برخی از تاسیسات نیترات یا هیدروژن را برای سرکوب کاهش سولفات اضافه می کنند.
  • عملکرد آب و هوایی قدیمی: فعالیت بیولوژیکی با دما کاهش می یابد.در آب و هوای معتدل، فیلترهای سوراخ کننده می توانند محصور یا دفن شوند و جریان گرم کردن می تواند دمای بیوفیلم را بالاتر از 10 درجه سانتی گراد حفظ کند.
  • طول عمر و جایگزینی: رسانه های پلاستیکی به طور کلی 15 تا 25 سال طول می کشد، اگرچه تخریب UV و abrasion می تواند زندگی در فیلترهای در معرض دید را کوتاه کند و جایگزین بخش های آسیب دیده ممکن است چندین دهه طول بکشد، اما سطح پایین تر را ارائه می دهد.

نوآوری ها و مسیرهای آینده

تحقیقات بر افزایش عملکرد فیلتر فریب دهنده برای آلاینده های صنعتی تجدید پذیر تمرکز می کند.یک جهت امیدوار کننده استفاده از رسانه های زیستی افزوده است - استخراج فیلم زیستی با سویه های خاص باکتری که قادر به تجزیه ترکیبات مداوم هستند (به عنوان مثال، PFAS، مختل کننده های غشایی) یکی دیگر از نوآوری ادغام فیلترهای فریب دهنده با بیوکنت (TFFM)، که در آن استفاده از یک مرحله فیلتر طبیعی و کاهش سرعت بارگذاری، به عنوان کاهش سرعت ضعیف است.

سیستم های کنترل خودکار در حال حاضر اجازه می دهد تا تنظیم زمان واقعی از نرخ های تنظیم مجدد و جریان هوا بر اساس BOD آنلاین یا سنسورهای آمونیاک، این عملیات سازگار جلوگیری از اضافه بار در طول چرخه های تولید اوج و صرفه جویی انرژی در طول دوره های کم بار، علاوه بر این، توسعه رسانه های چاپ سه بعدی با دقیق مهندسی شده زمین لرزه سطح وعده می دهد تا به طور دقیق تر، پروتزهای زیستی بالاتر بدون گرفتگی، به طور بالقوه دو برابر شدن میزان از بین رفتن.

برای بخش انرژی تجدید پذیر، محققان در حال بررسی استفاده از فیلترهای پیچ خوردگی به عنوان بخشی از سیستم های دایره ای هستند - مواد مغذی را از فاضلاب و استفاده از بیوگاز تولید شده از مناطق کم هوازی برای جبران نیازهای انرژی، چنین رویکردهای یکپارچه با اهداف پایداری باتری و تولید کنندگان پانل خورشیدی هماهنگ می شوند.

نتیجه گیری

فیلترهای فریبنده یک طاقچه حیاتی در درمان فاضلاب از بخش های صنعتی نوظهور را اشغال می کنند. بوم شناسی قوی آنها، تقاضای عملیاتی کم، و سازگاری با جریان های متغیر و سمی باعث می شود آنها یک جزء ضروری از مدیریت فاضلاب صنعتی مدرن باشند، زیرا فرآیندهای تولیدی همچنان به تکامل، فن آوری فیلتر فریب خورده در کنار آن پیشرفت می کند - از طریق رسانه های بهبود یافته، کنترل دقیق تر و پیکربندی سیستم های هیبریدی - برای اطمینان از اینکه حفاظت از محیط زیست محیطی با استفاده از نوآوری های پیچیده ادامه می یابد، و تجزیه و تحلیل دقیق، ادامه خواهد داد.