Persistan Organik Kirişmanların Sudaki Zorluklar

Persistent Organik Kireçler (POPs), uzun süre boyunca hava ve su yoluyla çevre kirliliği tehditlerinden birini temsil ediyor.Bu kimyasal bileşikler, poliklorinated biphenyls (PCB), dioksitler, DDT ve perfluorokyl maddeler (PFAS) dahil olmak üzere onlarca hidroksitle enfekte etti.

Sudan gelen POP'ları özellikle dudakofil doğası, düşük su çözünürlükleri ve süpürülenlerin bu boşluğu ele almaya başlaması nedeniyle zorludur. Konvansiyonel su arıtma yöntemleri -trasyon, klorizasyon ve temel seditasyon - bu rekaltrant kirletici kirleticiler için tasarlanmamıştır. Ancak, son zamanlarda bu boşlukları ele almaya başlıyor, belediye ve endüstriyel su arıtma yöntemleri için pratik, ölçeklenebilir çözümler sunuyor.

Sedimentasyon ve POP'lar için Sınırlamaları

Sedimentasyon, aynı zamanda yerleşme veya clarification olarak da bilinir, yüzeyde aşırı su akışına sahip olan ve daha fazla tedavi gerektiren bir zemine kadar yoğun bir şekilde bağlıdır. Tipik su arıtma tesisinde, su akış hızının azaltıldığı bir basım mücadelesine girer, düşük çözünürlükte katınlara izin verir. ayrıca, kirleticiler kendilerini genellikle organik madde için etkili bir şekilde çözünmüş veya birçok kolloidal partiküller için, standart sedisyon mücadeleleri, düşük seviyeli partikülleri düşük ücretli olarak dağıtırlar.

Çekirdek sınırlaması, POP'ların doğal olarak makul bir oranda yerleşmemesidir. Çok küçük partiküllere bağlayıcılığı - mikrometre veya alt-mikrometre aralığında - geleneksel bazinlarda uygun olmayan yerlerin içinde.

Parçacık Boyutu ve Velocity

Stokes'in yasası ilişkisi, hızın parçacık çapının karesine orantılı olduğunu gösteriyor. Parçacıklar için yaklaşık 10 mikrometreden daha küçük, hız son derece düşük -tip olarak 0.1 mm /s. birçok POP-laden partiküller bu aralığına düşüyor. pratik bir geri çekilmeye ulaşmak için seditasyonun büyüklüğü veya etkili yoğunluk artışı olması gerekir.

Geliştirilmiş Flocculation: Kimyasal ve Doğal Polimerler

Flocculation askıya alınan partiküllerin bozulmasıdır, böylece daha büyük, daha ağır flokasyonlar haline gelir. POP kaldırma için en son gelişmeler, 0, yüksek performanslı koagulantlar) ve [[Döneticiler[Döneticiler[Döneticiler[Döneticiler) hem etkili hem de çevresel benign.

Inorganik Coagulants for POP Binding

Geleneksel alüminyum ve demir tuzları (örneğin, mezunlar, ferric klorür) daha yüksek yüzey alanı ile optimize edilmiş ve POP'ların Hidrozo metal oksit flocsiyonunu geliştirmek için pH kontrolüne uygun hale getirildi. Son araştırma, pre-hidrlyzed coagulants like poliacikler [PACl) daha büyük, yoğun bir flokasyon alanı ile birlikte, PCBs ve dioksitoksitler gibi hidrokarbonlar yakalamasını sağladı.

Doğal polimerler ve Bio-flocculants

Chitosan (köpektif olarak kabuklardan), nişasta türevleri ve bitki bazlı tanninler giderek daha fazla ağırlıkta yardımcı olarak kullanılır. Bu polimerler biyodegrad edilebilir, toksik olmayan ve dahil edilebilir flokasyonları olumsuz şekilde yerine getirmek için kimyasal olarak değiştirilebilir. Örneğin, 0.0FLT:0)

Flocculation Optimizasyon Optimizasyonu

Modern tedavi bitkileri şimdi kullanılmaktadır:0)c ⁇ sıvı dinamikleri (CFD)), geleneksel bazinlerde gerekli olan zamanın bir kısmını tasarlamak için yeterince büyük olabilir.

Manyetik Sedimentasyon: Hızlı Ayrılma için Bir Breakthrough

Belki de POP kaldırılması için sedisyondaki en umut verici yenilik manyetik sedisyondur, aynı zamanda manyetik ayrılık olarak da bilinir.Bu teknik, [0]manye nanopartiküller[DÜT:1) (tipik olarak demir oksitler, Fe3O4), POP için yüksek bir ilgisi olan kabuk malzemeleriyle kaplıdır.

Manyetik Sedimentasyon Nasıl Çalışır

Süreç, organik ligands'ın bir parçası veya aktif karbon, cyclodextrin veya moleküler olarak baskılanmış polimerler ile donatılmıştır.Bu parçacıklar nanoparçacıkların veya çatlakların bir parçası ile birlikte kısa bir temas periyodundan sonra, bir elektromagneziğe veya kalıcı bir mıknatıs serisine uygulanır.

Laboratuvar çalışmaları, PCB'ler, dioksitler için% 99'u aştı ve birkaç PFAS bileşikleri dakika içinde gösterdi. Teknoloji özellikle avantajlı çünkü geleneksel flocsiyonların yavaş yerleşmesini aşmaktadır. Manyetik flocsiyonlar, büyük ölçüde daha küçük tedavi ayak izlerinin düşmesine izin verir.

Uygulama ve Ticari Sistemler

Birkaç şirket şimdi sungunT:0) Yüksek lisansüstü manyetik ayırıcılar (HGMS)[DÜT:1) su tedavisi için. Örneğin, [[ŞUygunluk Clarifier (FLT:3) tarafından yapılan manyetik rezonans serisi, 30 dakikadan daha az bir süre sonra organik kirleticilerin çıkarılmasına olanak sağlayan bir araçsal dizi kullanır.

Dış bağlantı: Su remediasyondaki manyetik nanopartiküllerin bilimi üzerine daha fazla bilgi için, [Uygun Bilim:0)Environmental Bilim: Süreçler ve Etkiler).

Topasted Flocculation and Lamella Clarifiers

Manyetik yaklaşımlar ötesinde, diğer seditasyon geliştirmeleri POP kaldırma için etkili olmuştur.ETHFLT:0)Ballasted flocculation), yüksek oranda mikro ve magnetiteyi floc'a dahil etmek, böylece düşük ücretli floklar hızla çözülmüş bir şekilde küçültülebilir; bu işlem (örneğin, Actiflo®) içme suyu ve atık su için yaygın olarak kullanılır.

Lamella Settler

Lamella clarifiers, dizgin ayak izi artırmak olmadan etkili yerleşme alanını artırmak için eğimli plakalar kullanır.For POP-laden su, lamella yerleşimcileri optimize edilmiş flocculation, adsorbed kirleticiler içeren flokasyonlar ve pürüzsüz yüzeyler için adaptasyon elde edebilir.Theurvettery()[Döneticileri 1 ), dikey mesafeyi azaltmalıdır, yeni bir teknolojiden uzaklaştırma, yeni bir teknoloji değil, daha yüksek yönleri ve pürüzsüz yüzeyler için adaptasyonunu sağlar.

Modern Sedimentasyon Tekniklerinin Avantajları

Güncellenen seditasyon teknolojileri, eski yaklaşımlar üzerinde birkaç somut fayda sunar:

  • [FONT:0) Sürekli kirleticiler için yüksek kaldırma verimliliği: Gelişmiş flokülatörler ve manyetik ayrılık, % 95'in üzerinde, geleneksel sedisyonla kıyasla% 20-40'ın üzerinde geri çekilme oranları elde edebilir.
  • [FONT:0)Prodüklenmiş kimyasal kullanım ve çevresel etki: Doğal polimerler ve optimize edilmiş metal koagulantların miktarını azaltacak şekilde azaltılabilir, alt kesim ve toksisite. Manyetik nanopartiküller, ikincil atıklar geri kazanılabilir ve yeniden kullanılabilir.
  • [FONT:0)Faster işleme süreleri:[Dönetici:[Dönetici:0) Manyetik sedisyon saatlerden dakikalara kadar yerleşme süresini azaltırken, topasted flocculation yüksek yüzey yükleme oranlarına izin verir.Bu daha küçük tanklara ve daha düşük sermaye maliyetlerine dönüştürür.
  • [FONT=0) Diğer tedavi yöntemleri ile entegrasyon için temel: Sedimentasyon, gelişmiş oxidasyondan önce ön tedavi olarak hizmet edebilir, membran filtrasyonu veya biyolojik süreçler. Örneğin, manyetik ayrılıklar, UV/H2O2, alginçsiz olarak geri alınabilir.
  • [FONT:0)Enerji verimliliği:[Döneticileri yalnızca düşük enerjili karışım ve manyetik alanların gerektirdiğinden; yüksek basınçlı pompalara veya ısıya ihtiyaç duymazlar, büyük ölçekli uygulamalar için maliyet-malzeme yaparlar.

Vaka Çalışmaları ve Pratik Uygulamalar

Topkapıları Topraktan Çıkarmak

Toprak doldurma leachate sık sık yüksek POP'lar konsantrasyonları içerir, özellikle PFAS ve PCBs. Hollanda'da tam ölçekli bir tesis, PACl ile <20 ng /L arasında, Psik>Psik>Psik>Psikletin montajının, tozların parçalanmasının, sif>sifikasyon ile elde edilen oranlarda önemli olduğunu bildirdi.

Endüstriyel Atıksu Tedavisi Kimyasal Bitkide

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kimyasal üretim sitesi, önceki yönteme kıyasla %99,8-TCDDD (en toksik dioksiksiyon) ile konulmuş olan ve incinerated olan karbon adsorpartikülleri kullanarak yeniden üretildikten sonra, sistemin performans kaybı olmadan% 99.5% azaltımı elde etti.

Dış bağlantı: Manyetik nanopartikül rejenerasyonu hakkında daha fazla bilgi için, bu )Environmental Science & Technology makalesi).

Gelişmiş Oxidasyon ve Bioremediation ile entegrasyon

Tek teknoloji tüm koşullar altında tüm POP'ları ele geçiremez. Mevcut en iyi uygulama tedavi trenlerini içerir. Sediment geliştirmeleri genellikle ilk aşamadır, ozon / H2O2 veya UV /ülfate, ki bu da ortadan kalkmış bir POP'a ulaşır.

Başka bir umut verici entegrasyon, su ile ilgili olarak, Total Environment) tarafından yapılan bir çalışmadır.Depresif iyonasyon, manyetik nanopartiküller ile birlikte PFAS'yı manyetik nanopartiküller içeren ön segmentleri ortadan kaldırır veya ıslak arazi inşa edebilir, örneğin, 298'lik bir çalışma için.

Dış bağlantı: POP için tedavi trenleri hakkında daha geniş bir tartışma için, bkz.FLT:0)EPA, birleşik teknolojiler üzerinde araştırma[Dönemli: 1).

Maliyetleri ve Scalability

POP kaldırma için gelişmiş seditasyonun ekonomik önemi birkaç faktöre bağlıdır: ilk konsantrasyon ve POP tipi, gerekli effluent kalitesi ve operasyon ölçeği. Manyetik seditasyon, nanoparçacık üretimi ve manyetik ayırıcılar nedeniyle daha yüksek maliyetlere sahiptir, ancak nanoparçacıkların tekrarlanması ve çok daha küçük ayak izi, aktif karbon adsorpiyonuna kıyasla daha düşük yaşam döngüsü maliyetlerine yol açabilir. 10 MGD (günde aylık galonlar) bitki tedavi PFAS, manyetikleştirme artılarının toplam yıllık maliyetinin 1000 galonlara sahip olduğunu belirtti.

Topasted flocculation and lamella yerleşimciler için, sermaye ve operasyonel maliyetler geleneksel koagülasyon-flokülasyon-sedimentasyona benzerdir, ancak ek polimer ve kum işleme ile. genel maliyet primi mütevazıdır -% 10-20 - çünkü optik nanopartiküller için üretim tekniklerinin iyileştirilmesi, fiyatın azaltılması bekleniyor, daha küçük belediyeler için erişilebilir hale getirilmesi bekleniyor.

Future Yol ve Araştırma İhtiyaçları

Araştırma, POP kaldırılması için sediasyon teknolojisini zorlamaya devam ediyor. odaklanma alanları şunları içerir:

  • [FONT:0) Seçici nanopartikül kaplamaları: Moleküler olarak basılı polimerler ve metal-organik çerçeveler (MOFs) belirli POP ailelerini hedef almak için geliştiriliyor, örneğin, bu kaplamalar situ'da yeniden oluşturulabiliyor.
  • [FONT:0)Aktif manyetik ayırma sistemleri: [Dönetici: [Dönetici:0) Yeni mıknatıs konfigürasyonları (örneğin, süper iletken mıknatıslar) yüksek akış oranlarında çok iyi partiküllerin tedavi edilmesine izin veren yüksek alanlara söz verir.
  • [FONT:0)In-line sedisyon sensörleri:[Dönetici:[Dönetici:0)Dörtücüklerin gerçek zamanlı izlemesi ve UV/Vis spektrometresi veya floresans kullanarak, kimyasal kullanım ve geri yükleme verimliliğini optimize edebilir.
  • [FONT:0)Bio-inspired flocculants:[Dönetici: 1) Araştırmacılar, yüksek seçiciliğe sahip POP'ları birbirine bağlayan eksperatif polimer maddelerden (EPS) taklit ediyorlar.
  • [FONT=0)Hybrid membran-sedimentasyon sistemleri: Düşük basınçlı bir membran (örneğin, ultrafiltrasyon) ile sefilli bir tank bile, fouling genel olarak geri yüklemeyi artırabilir.

Nihai hedef, önümüzdeki on yıl içinde hızlandırılmış olan bir dizi seditasyon tabanlı teknolojiler geliştirmektir.

Dış bağlantı: Son düzenleyici manzara ve araştırma öncelikleri için, [[ENFLT:0)EPA PFAS web sitesi).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Sedimentation teknolojisi, temel bir birim süreci olarak uzun zamandır, kalıcı organik kirleticileri kaldırmak için uygulamadaki bir yenidennöpektme işlemine geçti. Modern koagulantlar ve doğal polimerler ile, fonksiyonelleştirilmiş nanoparçacıklar kullanarak manyetik seditasyon ve yüksek çözünürlükli sistemler artık güvenilir, maliyetle dayanıklı yöntemlerin izlerini takip etmek için gerekli olan kaynakların kullanımını azaltmak için. Bu yöntemler mevcut tedavi trenlerine entegre edilebilir veya mevcut tedavi çözümlerine bağlı olarak kullanılabilir.