מבוא

זיהום מים ממזהמים אורגניים נשאר אחד האתגרים הסביבתיים הדוחקים ביותר של המאה ה -21. effluents, מטבוליזם חקלאי, שאריות תרופות מציג תערובת מורכבת של תרכובות אורגניות לתוך גוף טבעי, מערכות אקולוגיות מימיות ובריאות האדם. בעוד שטכנולוגיות טיפול קונבנציונליות כגון מודעות פחמן מופעלות, חמצון כימי, והשפלה ביולוגית משמשים לעתים קרובות עם עלויות תפעוליות גבוהות, או ירידה חלקית (Cact) כגון חומרים מזינים קצרים, כגון חומרים כימיים.

מימון של Cloud Point Extraction

תוצאות והתנהגויות שלב ייחודיות

חומרים הם מולקולות אמפיריות המכילות הן הידרופיליות (שלב מים מושכת) ו- hydrophobic (הפלינג) חלקיקים המכילים הן את הטמפרטורות הידרופיליות (שלב מים) והן את הטמפרטורות ההידרומיות של שלב המים הקריטי (CMC), מוניקטנטים מצטברים באופן ספונטני לתוך עכברים.

מכניזם של חלוקה אורגנית

במהלך CPE, המזונאים האורגניים נוכחים במחלקת דגימת המים המקורית מעדיפים באופן משמעותי לשלב העשיר של הגולשים.כוח הנהיגה להעברה זו הוא האינטראקציה הידרופובית בין המולקולות המזויפות לבין הפנים הלא קוטבי של החולדות המטבוליות בשלב הגולשים, כי בשלב הגולש עשיר בדרך כלל לאחר הפרדה מכיל ריכוז גבוה של עכברים מחיצות, את הסגולות החזקות ביותר של ריכוז הידרואקטיביות של ריכוז הידרוקטיביות גבוהה יותר, בין תרכובות 2, לבין תרכובות אלקטרו-אופטיקה גבוהה יותר, לבין תרכובות גבוהה יותר, לבין תרכובות של 2, לבין תרכובות חד-חמצני, בין תרכובות גבוהה יותר, לבין תרכובות של תרכובות של 2, לבין תרכובות אלקטרו-חמצני, לבין תרכובות גבוהה יותר, לבין תרכובות גבוהה יותר, בין תרכובות אלקטרו-אטרקטיביות, בין תרכובות מזהמים, לבין ריכוז של תרכובות גבוהה יותר, לבין תרכובות חד-אטרקטיביות גבוהה יותר, בין תרכובות גבוהה יותר, בין תרכובות חד-אטרקטיביות גבוהה יותר, לבין ריכוז של 2, בין תרכובות, לבין ריכוז של תרכובות גבוהה יותר, לבין שילוב של תרכובות של תרכובות גבוהה יותר, לבין ריכוז של תרכובות אלקטרו-אטרקטיביות גבוהה

פרמטרים מרכזיים המשפיעים על ביצועי CPE

כמה פרמטרים תפעוליים חייבים להיות מבוקרים בקפידה כדי להשיג מיצוי אופטימלי.טמפרטורה היא הקריטית ביותר; זה חייב להיות מעל שלב הענן אבל לא כל כך גבוה כדי למנוע את ה-Galactant או לגרום evaporation מים מוגזמת. ריכוז הגולש משפיע הן על נפח של שלב עשיר ואת היקף של חומרים מסוכנים (בדרך כלל) התפלגות לא אחידה כגון Triton X-114, X-Freectic X-R, X-R, X-R) ו-x-Hrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecrecreitate השפעות של , באופן יעיל יותר של ®, באופן יעיל יותר של , באופן יעיל יותר של ®, כמו ®, באופן יעיל יותר של ®, באופן יעיל יותר של ®, כמו ®, כמו ®, 000 של ®, באופן יעיל יותר של ®, באופן יעיל יותר של ®, כמו ®, 000 של ®, 000 של ®, 000 של ®, 000 ®, 000 ®

שלב-בי-שלב של CPE עבור הסרת מוחות

בחירה ועשייה

הצעד הראשון ביישום CPE הוא בחירת מגולש המציג נקודת ענן מתאימה לטמפרטורת המים של היעד, שיש לו זיקה גבוהה עבור המזונאים להיות מוסר.לא-ionic גולשים משמשים בדרך כלל בגלל התנאים הקלים שלהם וגלולה נמוכה.הגולש נוסף למים המזוהמים בריכוז גבוה מעל CMC - בדרך כלל 0.5-5% (v) כדי להבטיח שלב מספיק של חומר נפץ או חומר נפץ.

המונחים: Phase Separation

הפתרון מחומם באופן מבוקר עד שהטמפרטורה עולה על נקודת הענן.זה יכול להיעשות בכורות אצווה, מערכות זרימה רציפה, או אפילו באמצעות אנרגיה תרמית סולארית. ברגע שנקודת הענן מגיעה, הפתרון הופך למטושטש כמו טיפות עשירות של גולשים. טיפות אלה פחמיות יישבות לאורך זמן, בסיוע על ידי גירוי עדין או צמצוץ.

שחזור השלב המפוענח-לדן

לאחר היפרדות שלב, השכבה העשירה של הגולש התחתון (שצפופה יותר ממים עבור רוב הגולשים הלא-מיונים) נאספה.נפח זה הוא בדרך כלל רק 5–10% מהדגם המקורי, תוך התמקדות במזהמים על ידי גורם של 10-20 או יותר.שלב השחזור ניתן לעבד עוד יותר: ניתן לחלק את המזונאים מהגלקים לסילוק או לנתח את השלב כולו, או לזרז אותו בשלב הני של החמצן, או לפירוק באופן משמעותי.

תוצאות חיפוש ושיקום

יתרון כלכלי מרכזי של CPE הוא האפשרות של מחזור הגולש.לאחר הסרת המזונאים מן השלב עשיר הגולש (למשל, על ידי החילוץ, חזרה-החזרה, או coagulation), הפתרון המטוהר של הגולש יכול להיות מותאם חזרה לריכוז המקורי ושימוש מחדש במחזורים שלאחר מכן.

סוגים של זיהום אורגני הוסרו על ידי CPE

תופעות לוואי Phenolic Compounds

Phenols ו chlorophenols הם contaminants נפוץ במי פסולת תעשייתי מן petrochemical, תרופות, ייצור חומרי הדברה. CPE באמצעות Triton X-114 הוכח להסיר מעל 95% של pentachlorophenol בתנאים אופטימליים.יעילות החילוץ מתאשמת עם המספר ומיקום של substituents chlorine, כמו הידרוביות אלה.

סינתטי Dyes

צבעי Azo, צבעים תגובתיים, וסוכני צבע אחרים מתעשיית הטקסטיל והדפסה הם לעתים קרובות realcitrant ל biodegradation. CPE מציעה אסטרטגיה יעילה לפני ריכוז והסרת. לדוגמה, ממאכליט ירוק ו-methyl כתום ניתן לחלץ עם הסרת מחירים מעל 90% באמצעות גולשים לא חד-ממדיים.טכניקה היא אטרקטיבית במיוחד כי היא אינה מייצרת נפח גדול של ריצוף עם ריצוף משותף.

פמיסטיקס וההיברידיים

דיקור חקלאי נושא מגוון של חומרים אורגניים מתמשך, כולל חומרי הדברה של אובוצ'ונין (למשל, DDT, Endosulfan) ו- triazine herbicides (למשל, atrazine) CPE נחקרה באופן נרחב על מנת להפיק את התרכובות הללו מדגימות מים וממני קרקע.

תרופות ומוצרי טיפול אישיים

שאריות תרופות כגון אנטיביוטיקה, תרופות נוגדות דלקתיות לא סטרואידיות (למשל, ibuprofen, diclofenac), ו-conocrine-disrupting תרכובות (למשל, bisphenol A, ethinylestradiol) הם יותר ויותר מזוהים על פני השטח ומקרקעות. מחקר הראה כי CPE באמצעות חומרים biodegradables יכול להשיג חומרים מתקדמים של 809% ל-9 קמצילים אלה.

יתרונות ומגבלות בהשוואה לשיטות לאמנה

יתרונות CPE

  • (FLT:0) ריכוז גבוה גורם LT:1: על ידי צמצום נפח של שלב הדלדן המזויף ל 5 עד 10% של המקורי, CPE מוריד את העומס על שלבים טיפול מאוחר יותר וסילוק.
  • (FLT:0) דרישות האנרגיה שללו (FLT:1): התהליך דורש רק חימום מתון (בדרך כלל 30–70 מעלות צלזיוס), שניתן לספק על ידי חום פסולת או אנרגיה סולארית.
  • (FLT:0) , פוטנציאל הכימיה הירוקה של ההרחבה:1: רבים שאינם מתווכים הם biodegradable ופחות רעילים מאשר פותרים אורגניים המשמשים לייצור נוזלי-לא נדרש פתרון אורגני רעיל, צמצום סיכונים סביבתיים.
  • (FLT:0)ScalabilityFLT:1: CPE יכול להיות מותאם גם בקנה מידה קטן (מעבדה אנליטית) ומבצעים בקנה מידה גדול (תעשייתית) עם ציוד פשוט יחסית.
  • (FLT:0) תאימות עם תהליכים אחרים FLT:1: CPE ניתן להשתמש כצעד טרום ריכוז לפני חמצון מתקדם, סינון קרום, או טיפול ביולוגי, שיפור ביצועי המערכת הכוללת.

גבולות ואתגרים

  • (ב) ,0) בקרת פיתוי (Temperature ControlFLT:1: רגולציה טמפרטורה מוקדמת נדרשת כדי לשמור על נקודת הענן; שינויים יכולים להפחית את יעילות ההפרדה.
  • (FLT:0)עלות מופקרת 1:1: למרות שגולשים רבים הם זולים יחסית, העלות יכולה להיות משמעותית עבור נפח מים גדול מאוד.
  • (ב) ,0) ,התבכות של ⁇ (ב): בתנאים מסוימים (למשל, התעוררות גבוהה, נוכחות של חלקיקים), אימפולסים יציבים יכולים ליצור כי עיכוב או למנוע הפרדה בשלב נקי.
  • (ב) ⁇ :0) אמינותה של אבקות קוטביות או איטוניות: תרכובות הידרופוביות מפלטות בצורה מועדית; מזהמים בעלי מים גבוהים עשויים להישאר בשלב האקומי.
  • (FLT:0) טיפול בשלב עשירי ה-Gateant-richactant-richalph 1:1: תערובת האבקה הממוקדת חייבת להיות מטופלת כראוי כדי למנוע זיהום משני או השפלה כימית עשויה להיות נחוצה.

אסטרטגיות אופטימיזציה לביצועים משופרים

מערכות מעורבות

ערבוב גולשים שונים יכול להתאים את נקודת הענן, לשפר את טווח החילוץ, להפחית את ההיקף של השלב העשיר.לדוגמה, הוספת גולש anionic עבור שאינו חד-ממדי יכול להגדיל את החלוקה של מזהמים איטוניים כגון כמה צבעים או תרופות. תופעות סינרגיסטיות דווח כי העלאת תשואות של 10-30% על מערכות חד-צדדיות.

מלחים-Out ושימוש בתוספות

הוספת אלקטרוליטים כמו נתרן sulfate או נתרן כלורריד מוריד את נקודת הענן (אפקט אלטינג), המאפשר הפעלה בטמפרטורות נמוכות יותר או עם פחות קלט חום.זה מועיל במיוחד באקלים חם שבו טמפרטורות מים טבעיות עלולות להיות כבר קרוב לנקודת הענן. תוספי אורגני כגון אלכוהול או סוכר יכולים גם לשנות את ההתנהגות בשלב ולשפר את הקינטיקה.

שילוב עם תהליכי חמצון מתקדמים

שילוב CPE עם photocatalysis (למשל, TiO2/UV) או פנטון תגובות מספק רכבת טיפול רבת עוצמה.המרכז עשיר של הגולש ניתן להאכיל ישירות בכור חמצון, שבו המזונאים האורגניים ממינרלים בעוד הגולש הוא חלקית או מלא מחדש. גישה משולבת זו היא אתגר לרשות ויכולה להשיג ליד שלם של חיסול של מקרי חיסול.

יישומים תעשייתיים וסביבתיים

טיפול בשפכים תעשייתיים

תעשיות רבות - כולל טקסטיל צבוע, עור שיזוף, תמצית זעיר, ייצור תרופות - לייצר פסולת המכיל ריכוזים גבוהים של אבקות אורגניות. - מחקרים בקנה מידה טייס הוכיחו כי CPE יכול להפחית את הביקוש לחמצן כימי (COD) על ידי 70-90% תוך צמצום משמעותי העומס על יחידות טיפול ביולוגיות.הטכנולוגיה מתאימה במיוחד עבור מערכות טיפול מבוזרות קטנות יותר, מבוזרות שבו פשטות נמוכה ותחזוקה נמוכה.

מים חמים Remediation

מים קרקעיים מלוכדים לעתים קרובות מכילים רמות נמוכות של אבקות אורגניים מתמשך שקשה להסיר על ידי שיטות משאבה קונבנציונליות וטיפול. CPE יכול להיות מיושם ב-itu או ex-situ; עבור טיפול החלפת, מי הקרקע המפלט מעורבב עם גולש, מחומם, מופרד.

כימיה אנליטית ו ניטור סביבתי

CPE משמש נרחב כטכניקת הכנה מדגם לניתוח של אבקות אורגניים במים סביבתיים. כי זה משיג גורמי העשרה גבוהים (50–500), זה מאפשר זיהוי גבולות בטווח של כמה מיליארדי חלקים כאשר יחד עם שיטות chromatographic.טכניקה מוכרת על ידי סוכנויות רגולטוריות כחלופה ירוקה למיצוי נוזלי ומיצוי מוצק של phase.

מחקר וכיוונים עתידיים

חומרים מוגמרים

כדי להפחית את טביעת הרגל הסביבתית של CPE, החוקרים מפתחים גולשים שמקורם ממקורות מתחדשים כגון סוכרים (אלקyl פוליגלוקוסיידs), חומצות האמינו או שמנים צמחיים. אלה גולשים מפגינים התנהגות נקודת ענן ניתן לתכנן להיות ביו-דידה לחלוטין.

מערכות זרימה רציפה

Batch CPE הוא פשוט אבל עשוי להיות מוגבל דרך לוח זמנים רציונאליים או חצי רציונאלי CPE כי משלב חימום קו, הפרדה שלב, מחזור גלישה מגולש נמצאים תחת חקירה. mbrane-sted CPE, שבו membrane שומר על השלב עשיר גלישה, תוך מתן מים נקיים לעבור, הבטחות להפחית את הזמן וצריכת האנרגיה.

שילוב עם אנרגיה מתחדשת

מכיוון ש- CPE דורש רק חימום מתון, ניתן להפעיל אותו על ידי אספנים תרמיים סולאריים או חום פסולת תעשייתי נמוך. סינרגיה זו תואמת את עקרונות ההנדסה הירוקה ויכולה להפוך את הטיפול במים ליותר בר קיימא במקומות מרוחקים או חיצוניים.

מודלים ותהליכי אופטימיזציה

מודלים תרמודינמיקה מתקדמים ואלגוריתמים למידת מכונה משמשים לחיזוי נקודת הענן ומיצוי ההתנהגות של מערכות שונות של מחשוב-פולנטים של גולשים.כלים כאלה יכולים להאיץ את בחירת התנאים האופטימליים ולהקטין את מספר הניסויים המעובדים הדרושים.הם גם להקל על ההיקף ממעבדה ועד בקנה מידה תעשייתי על ידי מתן פרמטרים עיצוב אמין.

מסקנה

מיצוי Cloud Point בולט כטכניקה מגוונת, יעילה וידידותית לסביבה להסרת ספקטרום רחב של אבקות אורגניות מזרמי מים.על ידי ניצול ההתנהגות של שלב רגיש של גולשים שאינם חד-צדדיים, CPE משיגה גורמי ריכוז גבוהים עם תוספת כימית מינימלית וקלט אנרגיה.ה טווחי יעילותו מטיפול במים תעשייתיים ומחזרי קרקע לדגימה אנליטית, בעוד אתגרים כגון רגישות לטמפרטורה גמישה, טיפול מתמשך של טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, וגמישות מתמשכת של טיפול מתמשך של טיפול במים גמישה, וגמישות מתמשכת, וגמישות מתמשכת, וגמישות מתמשכת, טיפול מתמשך, טיפול מתמשך, טיפול מתמשך של טיפול מתמשך של טיפול מתמשך של טיפול במים מתקדמים יותר, וחדשנות מתמשכת של טיפול במים גמישה, וחדשנות מתמשכת, וחדשנות מתמשכת, וחדשנות מתמשכת, וגמישות מתמשכת, וגמישות מתמשכת של טיפול במים גמישה, טיפול במים גמישה, וגמישות מתמשכת, היא מרחיבה, טיפול במים גמישה, טיפול במים גמישה, טיפול במים גמישה, טיפול במים גמישה, כמו גם כלפי מטה-ידי טיפול במים גמישה, טיפול במים מתקדמים יותר, טיפול במים מתקדמים יותר, וחדשנות מתמשכת, טיפול במים גמישה, כמו גם טיפול במים מתקדמים יותר, טיפול במים מתקדמים יותר, טיפול במים גמישה