טכניקות של משקעים חדשניות להסרת זיהום מתפתח במים

זיהום מים כבר לא רק על חומרים גלויים כמו סילט או פיגור תעשייתי.היום, האיומים המסוימים ביותר הם לעתים קרובות בלתי נראים: כמויות של תרופות, מוצרי טיפול אישיים, חומרי הדברה וכימיקלים תעשייתיים שמחלקים באמצעות צמחי טיפול קונבנציונליים.חומרים אלה, אשר ידועים באופן קולקטיבי כמזהמים מתעוררים, הם יותר ויותר מזוהים בגופי מים ברחבי העולם, העלאת חששות דחופים לבריאות הציבור ולמערכת אקולוגית מימית מסורתית, אשר אינם יעילים, אשר נועדו לתהליכים כימיים, אך ורק כדי לשפר את תהליכי הגלים, אך ורק כדי לשפר ביעילות, אך ורק כדי לשפר את שיטות טיפול כימיות, אך ורק כדי לפתח ביעילות, אך ורק כדי לשפר את המשתנים, הם יעילים, אך ורק כדי לשפר את המשתנים, אך ורק כדי לשפר את תהליכי הגלים, הם יעילים, אך ורק כדי לשפר את תהליכי טיפול כימיות, אך ורק כדי לשפר את המשתנים, הם יעילים, אך ורק כדי לשפר את תהליכי טיפול כימיות, אך ורק כדי לשפר את תהליכי עיבוד מים, אך ורק כדי לפתח ביעילות, הם יעילים, אך ורק כדי לשפר את שיטות טיפול כימיות, הם, הם יעילים, הם לעתים קרובות, הם, הם יעילים, אשר נועדו ביעילות, הם לעתים קרובות, אך ורק כדי לשפר את הטכניקות טיפול כימיות

הבנה של קונאטמונים ואתגריהם

contaminants המתפתחים אינם מחלקה אחת שלמזהמים, אלא רשימה רחבה והולכת של חומרים שאינם רשומים המהווים סיכון פוטנציאלי לבריאות אקולוגית ואנושית.הם כוללים תרופות ומטבוליטים שלהם, כימיקלים מרתיעים-מעצורים (EDCs) שנמצאו ברמות פלסטיק ומוצרים אישיים, חומרים per-to-cyl (PFAS) בשימוש בציפוי שאינם מסטיקים, חומרי גלם, ואפילו חומרים אלה נמצאים בתרכובות כימיות-אך-אין-אין-אין- טריליון חומרים אלה.

מקורות הם מגוונים: פסולת מים מלוטש מבתי חולים ומבית, מפלט חקלאי נושא הורמונים ואנטיביוטיקה, פריקות תעשייתיות ואפילו מפלט ממזמים.פעם בסביבה, רבים מהכימיקלים האלה מתנגדים להשפלה טבעית.הם יכולים לנסוע למרחקים ארוכים במים קרקעיים או מים משטחיים ולהפריע במערכות ביולוגיות.

צמחי טיפול במים קונבנציונליים, שעוצבו בעיקר להסרת טורחות וחיטוי, אינם מצוידים לטפל במזהמים אלה.תהליכים כמו כלור יכול להפוך כמה ממזהמים לחומרים רעילים יותר. חמצון מתקדם וסינון membrane יכול לעבוד אבל הם לעתים קרובות רגיש באנרגיה ויקרה.

עריכת דין: נבנה לבעיות שונות

השמדה מסורתית (הנקראת גם הבהרת) מסתמכת על הכבידה כדי ליישב מוצקים מושעה מן המים.בצמח טיפוסי, מים זורמים לתוך אגן גדול שבו חלקיקים כבדים שוקעים לתחתית, ויוצרים סלשן אשר הוסר מעת לעת.התהליך יעיל עבור חלקיקים עם קוטרים יותר מ -10 מיקרומטרים - ו, סילק, פסולת אורגנית.

כדי לשפר את המשקעים, צמחים משתמשים ב-FLT:0 ,coagulationFLT 1 ו- (FLT:2flocculationsFLT 3 כטיפולים. Chemical coagulants (aluminum או מלח ברזל) נטרלו את המטענים החלקיקים המוחזקים לכדי עלייה במשקל גבוה יותר, אך גם עם עזרה זו, קונסולת הדבקה קונבנציונלית של 20%, במיוחד, עם רמות נמוכות של חומרים אלה, במיוחד, אשר מזהמים, במיוחד, אשר מזהמים, עם רמות גבוהות יותר, עם רמות גבוהות יותר, עם רמות גבוהות יותר של חומרים אלה, במיוחד, אשר מזהמים, עם ירידה של חומרים מוגזים, במיוחד, עד 50%, עם ירידה של חומרים מוגזים סביבתיים.

טכניקות הערכה חדשניות

שיפור ה-Coagulation ו- Flocculation עם Reagents

(השורה הראשונה של חדשנות מגיעה משינוי צעד ה- coagulation-flocculation עצמו במקום להסתמך על אלומיניום סטנדרטי או ferric chloride, מהנדסים משתמשים כעת ב-FLT:0 מיוחדים פודרואידיים פולימרים פולימרים פולימרים FLT:1 ו-FLT:2 טבעי flocculantsFLT 3 תוכנן כדי אינטראקציה במיוחד עם contaminantsing Cacic מולקולות ביעילות, אשר עשוי להיות טעון עם חומרים כימיים, אשר יכול למעשה, כגון ספגה, כגון ספגה, אשר הוא חומר נפץ, אשר הוא למעשה, אשר הוא ⁇ , אשר יכול להיות אחראי על ידי חומרים כימיים, אשר הוא למעשה, אשר הוא למעשה, אשר הוא למעשה, אשר הוא למעשה, אשר הוא למעשה, אשר הוא למעשה, אשר הוא חזק, אשר הוא ⁇ , אשר הוא למעשה, אשר הוא חזק, כגון:

גישה מבטיחה אחת היא (FLT:0)composite coagulantsigtureFLT ( 1:1) המשלבת מלח מתכת עם פולימרים אורגניים. אלה צורה גדולה יותר, צפופה יותר, ועוד ריצוף גמיש שלוכד מגוון רחב יותר של אבקות לשאת במהירות את הריצוף של פחמן ו- EDC מופעלת חומרים אחרים, תוך צמצום גודל אגן הנדרש או הגדלת באמצעות חישוב.

משקעים מגנטיים: הרס כוחות שדה

אולי החדשנות הבולטת ביותר היא (FLT:0) מגנטית sedmentationFLT ( 1:1), אשר משתמשת חלקיקים מגנטיים כדי להאיץ את התיישבות של contaminants. בתהליך זה, מגנטיט קרקעי דק (דלקת ברזל) או חלקיקים מגנטיים אחרים נוספו לזרמים מגנטיים אחרים, ברגע שהחלקיקים האלה פועלים עם ציפויים ספציפיים, מסיביים, כבדים, מתכות, אפילו מיקרומגנטיות, לאחר זמן קצר, או מגנטיות, הוא בדרך כלל, אם הם ממתכת, או מגנטיים, או ממתכת, או ממתכת, או מגנטיים, לעתים קרובות, או מגנטיים, הם ממתכתיים, אם הם ממתכתיים, אם הם ממתכת, אם הם ממתכתיים, או ממתכתיים, לעתים קרובות, אם הם ממתכתיים, או ממתכת, או ממתכת, אם כי הם ממתכת, אם כי הם ממתכת, אם הם ממתכת, לעתים קרובות, בין אם הם ממתכתיים, בין אם הם ממתכת, בין אם הם ממתכת, בין אם כי הם ממתכת, לעתים קרובות, בין אם הם ממתכת, בין אם הם ממתכת, בין אם הם ממתכת, בין אם הם ממתכת, בין אם הם מופעלת, בין אם הם מ

טכניקה זו מציעה מספר יתרונות.זה דורש טביעת רגל קטנה בהרבה מאשר אגן מסורתיות - קריטי עבור רטרוfitting צמחים קיימים. כי הפרדה מגנטית היא מאוד סלקטיבית, שימוש כימי יכול להיות מצמצם את החלקיקים המגנטיים ניתן למחזר: הם מסולקים של contaminants ו remagnetized עבור שימוש חוזר, צמצום של שפכים בקנה מידה מלא באירופה ואסיה הוכיחו את שיעורי הסרה מעל 95% עבור זרחנים, כמו חיידקים זעירים, 000, 000, 000, 000, 000 מזהמים, 000 , 000 מזהמים, 000 , 000 חשוף, 000 , 000 , 000 מזהמים, 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ â â â â â â â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ â ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ â ¢ â â ¢ ¢ â ¢ ¢ ⁇ ¢ ¢ â â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ⁇ ⁇ ⁇

אלקטרוקוגניציה

(FLT:0)ElectrocoagulationFLT:1 לוקח גישה שונה לחלוטין: במקום להוסיף מלחי מתכת, זה יוצר coagulants במים באמצעות אלקטרוליזה. בתא אלקטרוקוגניציה, זרם חשמלי עובר בין מתכת מקודשת קריסה (בדרך כלל אלומיניום או ברזל) את תמיסת המתכת לתוך המים, ויצר הידרוקסידים כי נטרלים מטענים חלקיקים ויוצרים ultimply יותר, אשר מונעים אלקטרופולנטים.

אלקטרוקוגניציה יעילה במיוחד להסרת שמנים, צבעים, מתכות כבדות, ומזהמים מתעוררים כמו תרופות ומוצרי טיפול אישיים. ניסויים מעבדה מראים שיעורי הסרת מעל 90% עבור זיהומים נפוצים, אנטיביוטיקה הורמונים.התהליך אינו דורש אחסון וטיפול של כימיקלים מסוכנים coagulant - בטיחות ולוגיסטיקה מייצרת גם פחות מפענח מאשר coulation כימי קונבנציונלי כי המינון יכול להיות נשלט בדיוק.

עם זאת, אלקטרוקוגניציה יש דרישות אנרגיה גבוהות יותר מאשר משקעים פסיביים, ורכיבי אלקטרודה דורשים תחליף תקופתי. חידושים כמו הדופק חומרים אלקטרודה נוכחיים מתקדמים (למשל, יהלום בורון-דופד) במטרה להפחית את צריכת האנרגיה ולהרחיב את חיי אלקטרודה. למערכות אלקטרו-אוויר משולבות משולבות כבר הוצבו ביישומים תעשייתיים ועירוניים קטנים, עם סיוע מהיר על ידי היווצרות של חשמלאיים גדולים, אשר אינם יכולים להתאים את יכולת האלקטרומגנטית.

התקדמות נוספת ב-Horizon

מעבר לשלוש הטכניקות העיקריות, החוקרים חוקרים בוחנים שיפורים אחרים של משקעים אשר גם מטפלים במזהמים מתעוררים:

« פלוגנציה

flocculation flocculation מוסיף חלקיקים יפים - מיקרוסנד או סיליקה - לאגן הריצוף. חלקיקים אלה פועלים כמו כדורast, להגדיל את צפיפות של flocs כך שהם להתיישב בשיעורים גבוהים (עד 40 מטרים לשעה בהשוואה ל 1-2 מטרים לשעה במשקעים קונבנציונליים). התהליך משמש באופן נרחב במערכות הבהרה גבוהה על ידי שילוב של מודעות מיקרו-אפורציה, כמו מיקרו-מטרים מתפתח בו-או-חמצני לתוך מערכת ריכוזית גדולה.

פלוטציה אווירית (DAF) כחילה חלופית

בעוד לא רק סימנטציה, DAF משתמש בבועות אוויר עולה כדי להרים flocs עם contaminants מלוכדים על פני השטח, שבו הם יכולים להיות מלוטש. כאשר יחד עם flocculation, DAF למעשה מסיר חלקיקים אשר אחרת להתיישב לאט. מחקרים מראים כי DAF יכול להסיר עד 80% של תרופות בשילוב עם קוגניציה מתאימה.

Bio-enhanced Sediment

כיוון חדשני נוסף משתמש בביופולנטים - פולימרים מיקרוביאליים שהוסתרו על ידי חיידקים או פטריות - כדי לקשור contaminants. סוכנים ביולוגיים אלה הם ביו-דידה ולא רעילים, המציעים אלטרנטיבה ידידותית לסביבה לפולימרים סינתטיים.בכמה עיצובים, מגדלי הריצוף של מיקרובינציה זעירה, אשר מדגימים את המזווגים אפילו כשהם מיישבים.

היתרונות של משקעים חדשניים על פני שיטות לאמנה

הדור החדש של טכניקות המשקעים מביא הטבות נפרדות עבור איכות מים ופעולת צמחי:

• (FLT:0) יעילות הסרת גבוהה יותר עבור micro-pollutants:FLT 1 הגדלת coagulation, לכידת מגנטית ואלקטרוקוגניציה להשיג באופן שגרתי 80-99% להסרת תרופות רבות, EDCs ו- PFAS, בעוד התיישבות קונבנציונלית לעתים קרובות לא מבטלת אותם בכלל.
• (FLT:0) ,הייצור הכימי וההתחרר: ⁇ 1 (EtveFLT:1) מבטל את הצורך בתחבורה ואחסון של קונגורט מסחרי.ההתרסה מגנטית ממחזרת את החלקיקים המגנטיים שלה, חיתוך דרסטי פסולת.
• (FLT:0) זמני טיפול קטנים יותר: ⁇ מגנטית וריצוף מצופה לפעול בשיעורי עלייה גבוהים, ומאפשר לצמחים לטפל יותר מים בפחות מקום.
• (FLT:0) אלקטרוניקה: 1 (FLT) טכניקות חדשניות רבות ניתן לכוון כדי לכוון את contaminants ספציפיים על ידי שינוי coagulants, ציפויים פונקציונליים, או חומרים אלקטרודה.
• (FLT:0) אינטגרציה עם מערכות קיימות:FIRLT:1) תהליכים אלה נועדו להתאים לאגן סידנציה קונבנציונלי או כמודולים prefabricated.הם יכולים להוסיף את הזרם של מסננים קיימים או מערכות membrane, מתן נתיב שדרוג נמוך.

עבור שירותים כבר בשימוש במשקעים קונבנציונליים, מעבר לגרסה משופרת לעתים קרובות דורש רק השקעה צנועה הון - משאבות מ"ר כימי חדש, יחידות הפרדה מגנטיות, או לוחות אלקטרודה - תוך מתן שיפורים משמעותיים באיכות לא יעילה.

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות ההבטחה שלהם, טכניקות של השמדה חדשניות עדיין אינן מופרסות באופן אוניברסלי.מספרים נותרו:

(FLT:0) שיקולים: FLT:1 צריכת החשמל של אלקטרוקוגניציה ואת העלות החלפת אלקטרודה יכול להיות גבוה יותר מאשר זיהום כימי עבור חלקיקים מגנטיים, תוך כדי reusable, יש עלות למעלה. עם זאת, ניתוח מחזור חיים מראה כי כאשר הסרת יעילות וסילוק סלקוד מופחת הם מופקדים, שיטות חדשניות רבות הופכות לעלויות תחרותיות, במיוחד עבור צמחים כי צריך לעמוד בתקנות חדשות מחרוזת.

אמינותה של FLT:0 (Scale-up אמינות: FLT:1) חידושים רבים הוכחו בסקאלה או בסולם פיילוט, אך עדיין לא בקנה מידה עירוני מלא. נתוני ביצועים לטווח ארוך בתנאים של העולם האמיתי עם איכות מים משתנה עדיין נאספים. פרמטרים תפעוליים צריכים אופטימיזציה זהירה כדי למנוע בעיות כמו העברת אלקטרוקוגניציה או אובדן חלקיקים במערכות מגנטיות.

(FLT:0) רישום וקבלה ציבורית: FLT:1 מתעורר לא מוסדרים עדיין בתחומי שיפוט רבים, כלומר צמחי טיפול יש תמריץ מוגבל לשדרג מרצון.כפי שראיות מדעיות להשפעות בריאותיות מצטברות, הרגולטורים נעים להציב גבולות - לדוגמה, הסוכנות האמריקנית להגנת הסביבה (EPA) הציעו מגבלות עבור שש מדינות לשתייה (מקור: EPA: SLT2 פעולה אסטרטגית של אסיה ו- PLT).

(ב) [ה]התוצאות הטובות ביותר מגיעות לעתים קרובות משלבת של משקעים עם מכשולים אחרים.לדוגמה, לאחר שפיחות מוגברת, מים עשויים לעבור דרך מסננים בתקשורת גרפית או חמצון מתקדם כדי להרוס את המדבקות השוטפת של כל אחד מהם.

מחקר מתמשך גם חוקר פתרונות מבוססי טבע כגון רטובות בנויות המשלבות אזורי סידנציה שנועדו ללכוד contaminants המתפתחים.לדוגמה, מחקר של 2023 בFLT:0 Water ResearchFLT:1 הוכיח כי הוספת שכבות של משקעים עשירי ברזל כדי לייעל את שימור אנטיביוטיקה באמצעות חיסון משותף ומודעות (מקור מקושר: WaterFilloal:2alulations) מסייע לייעל את דפוסי הגלם של מינרלים אוטומטיים (Dicial Flowing plants).

עוד שדרה מבטיחה היא התפתחות של ההרחבה:0 [Hbrid sedimentation-membrane bioreactorsFLT:1] במערכות כאלה, המשקעים מסירים את עיקר שלמזהמים ומדכאים מוצקים, צמצום העומס על membranes כי לאחר מכן מרחיבים את חיי קרום ומפחיתים אנרגיה לסינון.

במבט קדימה, (FLT:0) ,nnomaterial-enhanced sedimentationationFreaLT:1 עשוי להיות אפשרי.לדוגמה, ציפוי חלקיקים תחמוצת ברזל עם cyclodextrins יכול ללכוד תרופות באמצעות כימיה מארחת-מתג, ולאחר מכן להיות מופרד מגנטית.

מסקנה

טכניקות של השמדה חדשניות מחוסמות את מה שניתן בטיפול במים.על ידי מעבר ליישבות המונעת על ידי כוח הכבידה הפסיבי של העבר, מהנדסים עכשיו יכולים ללכוד באופן פעיל ולהסיר את המזהרים ששיטות קונבנציונליות מפספסות.comagulation משופר, סינדימנט מגנטי, ואלקטרוקוגן כל מציעים נתיבים מעשיים לאיכות גבוהה יותר עם עלויות ותקנות מתקדמות.

(ב) ויקרא: "ה' ויקרא:

• ארגון הבריאות העולמי, "התמרו על זיהום במי שתייה" (2022) - דו"ח FLT:0 WHO Senses FLT:1
• ארה"ב EPA, "Contaminants of Emerging Concern" - עמוד CECEPA 1
• IWA Publishing, "Emerging Contaminants in the Water Cycle" (בשיתוף פעולה עם ה- 0IWA)
• מדע בדיוני, "הציור המאגי של נסיגתם של קונטמינים" (המאמר המלא:0) על משקעים מגנטיים (FLT:1)
• טכנולוגיית מים: "חשמל בטיפול במים" - 0