Web of Science (SCI) наскоро добави 5 статии, свързани с обработката на вода с керамични мембрани.
1. Трансформиране на отпадъци във филтри за вода: Мини-преглед на керамични мембрани от рециклирани материали
Журнал: Отпадъци
Глобалната водна криза продължава да се влошава, а промишлените и битовите отпадъци продължават да се натрупват неустойчиво, което налага спешно иновативни решения, които са в съответствие с концепцията за кръгова икономика. Този преглед изследва потенциала за трансформация на-керамичните мембрани на базата на отпадъци-, като ги използва като устойчива стратегия за пречистване на водата за едновременно справяне с двойните предизвикателства на използването на отпадъчните ресурси и недостига на чиста вода. Традиционните керамични мембрани се приготвят от неорганични материали с висока -чистота и са известни със своята отлична устойчивост на химическа корозия, термична стабилност и издръжливост. Последните изследвания показват, че промишлени вторични продукти като червена кал, летлива пепел, шлака от доменни пещи, въглищна шлака и отпадъци от пещни валци могат да бъдат ефективно трансформирани във филтърни материали, които комбинират ниска цена и висока производителност. Тази статия систематично прави преглед на процеса на приготвяне, свойствата на материала и показателите за ефективност на керамични мембрани на базата на-отпадъци, демонстрирайки осъществимостта на този подход: трансформирането на промишлени отпадъци във функционални филтърни материали може не само да намали замърсяването на околната среда, но и да осигури силна подкрепа за глобалната водна сигурност и устойчивото развитие.
2. Керамична мембрана TiO₂/Al₂O₃, управлявана-и фото{2}}каталитично-каталитично самопочистване на повърхността,{1}}за ремедиация на мазни отпадъчни води
Списание: ПОВЪРХНОСТИ И ИНТЕРФЕЙСИ
Замърсяването на мембраната и разпадането на потока по време на дългосрочна-филтрация са основните предизвикателства, пред които са изправени технологиите за разделяне на мембранна-масло-водна емулсия. Това проучване подготви многофункционална керамична мембрана с хидрофилна пропускливост, олеофобност и фотокаталитични само-почистващи свойства за облекчаване на тези проблеми. Тази мембрана беше получена чрез капково-покриване на нано-титанов диоксид (TiO₂) покритие върху порест алуминиев триоксид (Al2O3) субстрат, последвано от калциниране. Структурни, морфологични и композиционни анализи с помощта на дифракция на рентгенови лъчи (XRD), сканираща електронна микроскопия (SEM), спектроскопия на енергийни -дисперсионни рентгенови- лъчи (EDX) и елементно картографиране потвърдиха образуването на равномерен и плътен тънък слой TiO₂ върху повърхността на Al2O₃, без да се променя кристалната структура на субстрата или причинявайки запушване на порите.
Характеризирането на повърхностната омокряемост на покритата с нано-TiO₂ Al₂O₃ мембрана разкри суперхидрофилни и суперолеофилни свойства във въздуха, докато проявява суперолеофобни свойства под вода. Това уникално поведение при овлажняване произтича от високата повърхностна енергия на самия TiO₂ и синергичния ефект на йерархичната структура на нано/микронна грапавост върху повърхността на мембраната.
Тестовете за ефективност на разделянето на масло-водна емулсия под система за филтриране с кръстосан-поток показаха, че потокът на пермеата на мембраната се увеличава приблизително линейно с увеличаване на работното налягане и ефективността на разделяне остава стабилна над 99% в диапазона на налягането 0,5–2 бара. Тестването за дългосрочна -стабилност след 840 минути непрекъсната работа показа, че, повлиян от органично (масло) замърсяване, потокът на пермеата намалява до приблизително 70% от първоначалната си стойност, но ефективността на разделяне не се колебае значително. По-важното е, че използвайки присъщите фотокаталитични само{10}}почистващи свойства на TiO₂, бяха необходими само 45 минути ултравиолетово облъчване за ефективно разграждане на натрупаните органични замърсители върху повърхността на мембраната, възстановявайки потока до приблизително 90% от първоначалната му стойност.
3. Възстановяване на вода от пране с помощта на устойчива керамична мембрана от отпадъчен мраморен прах: производителност, анализ на замърсяването
Вестник: Изследване на околната среда
Ускорената урбанизация и бързото развитие на нововъзникващите икономики доведоха до свръх-експлоатация на водните ресурси. Въпреки че селското стопанство и промишлеността представляват над 60% от общото потребление на вода, битовото потребление на вода също е значителен източник на отпадъчни води-почти 50%–80% от заустваните отпадъчни води произхождат от битови дейности. Продължаващото нарастване на населението и урбанизацията директно стимулират търсенето на пране, което води до значителни количества отпадъчни води за пране.
Това проучване използва устойчива керамична мембрана, приготвена от отпадъчен мраморен прах за третиране на отпадъчни води от пране, комбинирана с гравитационна-задвижвана-система за филтриране в задънена точка, което води до ниска обща цена на процеса. Ефективността на мембраната беше оценена на базата на две измерения: отстраняване на замърсители и способност против обрастване. При работа с ниско-налягане при само 0,05 бара, мембраната постигна нива на отстраняване от 88% за химическа потребност от кислород (COD), 98% за микропластмаси (MPs) и 99% за мътност. Концентрациите на COD и MP в сурова вода са съответно 1265 mg/L и 2,88 × 10⁶ частици/L; след третиране COD намаля до 145 mg/L, отговаряйки на стандартите за приемане за не-непитейна употреба. Едновременно с това, мембраната показа отлична производителност против обрастване, със скорост на възстановяване на потока (FRR) от 81%.
Анализът на механизма на замърсяване показа, че замърсяването на мембраната е доминирано от комбинираните ефекти на пълно запушване на порите и филтриране на утайка. Тази мембрана съчетава висока ефективност на отстраняване на замърсители с отлични противообрастващи свойства, което я прави идеална за третиране на отпадъчни води от пране, като произведената вода може да се използва директно в не-питейни приложения.
4. UV{1}}C LED дезинфекция на устойчива на антибиотици-Escherichia coli във вода: Интегриране с филтриране с керамична мембрана
сп.: ПРОЦЕСИ
Разпространението на резистентност към антибиотици се превърна в глобален проблем, застрашаващ общественото здраве и сигурността на екосистемите. Разработването на нови технологии за дезинфекция е важна посока за справяне с това предизвикателство. Това проучване използва диоди, излъчващи-дълбока ултравиолетова светлина (UV-C светодиоди), за да потвърди инактивирането на устойчива на антибиотици-Escherichia coli, изолирана от реални-водни среди (включително морска вода, повърхностни води и третирана общинска рециклирана вода).
Експериментът избра две типични UV{0}}C дължини на вълната, 255 nm и 265 nm, и приложи дози UV облъчване от 1–7 mJ/cm² към фосфатни буферни разтвори, инокулирани със смесена бактериална култура от 10 щама E. coli. Резултатите показват, че при доза на облъчване от 2 mJ/cm² и двете дължини на вълната постигат приблизително пет порядъка на бактериална логаритмична инактивация. Наблюдението със сканираща електронна микроскопия (SEM) не разкри значителни промени в бактериалната морфология след UV облъчване, но беше наблюдавано количествено откриване на образуване на пиримидинов димер-приблизително 40 ng/mL циклобутанпиримидинови димери бяха произведени при двете дължини на вълната при доза от 2 mJ/cm², което потвърждава, че основното увреждане е ДНК механизъм за инактивиране.
Проучването също така тества ефективността на пречистване на водата на керамичната плоска листова мембрана от силициев карбид: средната степен на отхвърляне както за общите колиформи, така и за E. coli достига 99,9%. Съчетано с UV-C LED технология и керамична мембранна технология, може да се постигне дълбока дезинфекция на мембранния концентрат със степен на дезактивиране от 99,985% или по-висока, демонстрирайки напълно потенциала за приложение на тази технологична комбинация в областта на ефективната дезинфекция на вода. Изображение
5. Ефективността на нано-халоизитните керамични мембрани при отстраняване на олово от замърсена вода.
Вестник: Водни науки и технологии
Това проучване подготви керамични нанокомпозитни мембрани, легирани с халоазитни нанотръби (HNTs) и наночастици от манганов тетроксид (Mn3O4) и систематично оцени ефективността им при отстраняване на олово във вода. Бяха приготвени шест вида керамични нанокомпозитни мембрани чрез регулиране на съдържанието на HNT (75, 80, 85 тегл.%) и температурата на синтероване (900, 1000 градуса), като същевременно се поддържа постоянна добавката на клинкер (8 тегл.%) и Mn3O4 допинг.
Резултатите от теста за воден поток показаха, че мембраната H85-900 (съдържаща 85% HNT, синтерована при 900 градуса) има най-добрата пропускливост, с поток от 390 L/(m²·h) при 5 bar налягане. При тестове на синтезирани водни разтвори, съдържащи олово, мембраната H80-1000 (съдържаща 80% HNT, синтерована при 1000 градуса) показа най-високата степен на отстраняване на олово, достигаща 99,84%. При действителни тестове на подземни води, тази мембрана поддържа висока ефективност на отстраняване от 99,16%.
Това изследване синтезира наночастици Mn₃O₄ с помощта на метод на ко-утаяване и извършва много-дименсионална характеристика: Сканираща електронна микроскопия (SEM) показа равномерна кристализация на частици с размер 30–40 nm; Рентгенова флуоресцентна спектроскопия (XRF) потвърди чистота на Mn3O4 от 95,2%; Рентгеновата дифракция (XRD) показва тетрагонална кристална система; и UV-Vis спектроскопия показаха характерни пикове на абсорбция при 220 nm (O²⁻-Mn²⁺/Mn³⁺ трансфер на заряд) и 350 nm (d-d преход на кристално поле). Тези резултати показват, че керамичните мембрани, използващи халоазит от локален произход, имат добър потенциал за приложение в областта на възстановяването на тежки метали при пречистване на вода.
