Foto porIvan BandurasobreDesaparecer
Uma equipe de pesquisadores chineses realizou um avanço inovador no tratamento de águas residuais com a aplicação bem-sucedida da tecnologia UV/E-Cl para mitigar a incrustação do gel de membrana. O estudo, publicado recentemente emComunicações da Natureza, destaca uma nova abordagem para melhorar a eficiência de desidratação e o desempenho da filtragem por membrana em processos de tratamento de águas residuais.
Eficiência de desidratação aprimorada
O estudo demonstrou que a aplicação de UV/E-Cl melhorou significativamente o fluxo de água em experimentos de desidratação, alcançando fluxos de até 138% no sistema E-Cl, 239% no sistema UV e 198% no controle. Isso sugere que a aplicação de UV/E-Cl rompe efetivamente as estruturas de incrustação da membrana, resultando em melhor desempenho de desidratação. Utilizando um sistema modelo SA-BSA, os pesquisadores conseguiram simular o comportamento complexo de substâncias poliméricas extracelulares (EPS) e confirmar a relevância de proteínas e polissacarídeos na desidratação de lodo de águas residuais (WAS).
Insights moleculares sobre mecanismos de incrustação
O estudo investigou as interações intermoleculares de proteínas e polissacarídeos, revelando que a ponte eletrostática entre os grupos amino e carboxila desempenha um papel crucial na incrustação da membrana. Por meio de análises espectrais de FTIR e simulações da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), os pesquisadores identificaram três modos de ligação molecular, indicando uma forte preferência por conformações lineares que promovem a reticulação de polímeros. Essas descobertas fornecem uma compreensão em nível molecular de como o UV/E-Cl interrompe essas interações, levando à redução da viscosidade, tamanhos de flocos maiores e maior liberação de água.
Papel sinérgico dos radicais Cl na mitigação de incrustações
Análises posteriores demonstraram que os radicais cloro (Cl•) desempenham um papel dominante na degradação de BSA e SA, contribuindo com mais de 90% para sua decomposição. O estudo relatou constantes de taxa de reação excepcionalmente altas para interações de Cl• com essas macromoléculas, corroborando a eficácia da UV/E-Cl na decomposição de incrustações de membrana. Esse processo não apenas fragmentou as estruturas SA-BSA em partículas menores, como também reduziu significativamente sua viscosidade e capacidade de hidratação, enfraquecendo assim a camada de incrustação gelatinosa.
Insights Termodinâmicos: O Estado de Ocorrência da Água como Fator Chave
A pesquisa explorou ainda mais a termodinâmica da incrustação de membranas, confirmando que os estados de ocorrência de água — em vez dos fatores convencionais de porosidade ou permeabilidade — dominam o comportamento da incrustação de gel. A análise termogravimétrica revelou que o teor de água ligada nas camadas de incrustação de controle era de quase 80%, enquanto o tratamento com UV/E-Cl o reduziu para menos de 10%. Essa mudança permitiu uma liberação mais fácil da água, reduzindo, em última análise, a resistência à filtração e melhorando a eficiência da filtração.
Rumo a aplicações práticas
Com esses resultados convincentes, os pesquisadores sugerem a otimização dos parâmetros do reator, incluindo o material do eletrodo, a intensidade UV e a duração do tratamento, para aumentar a escalabilidade do processo. O estudo também propõe a integração de UV/E-Cl com outros oxidantes, como o peróxido de hidrogênio, para aumentar ainda mais a geração de radicais e melhorar a eficiência do tratamento. Além disso, os pesquisadores enfatizam o potencial do uso de soluções de NaCl em menor concentração — como água do mar — para alcançar um tratamento de águas residuais sustentável e econômico.
Um avanço universal na tecnologia de membranas
Embora este estudo tenha sido conduzido utilizando WAS, suas descobertas têm implicações de longo alcance que vão além do tratamento de águas residuais. O reconhecimento da ocorrência de estados hídricos como o fator dominante na mitigação de incrustações em membranas tem importância universal em diferentes processos de membrana e escalas de reatores. Este avanço abre caminho para tecnologias de filtração mais eficientes e sustentáveis nas indústrias de tratamento de água em todo o mundo.
Com a crescente demanda global por gestão eficiente de águas residuais, a tecnologia UV/E-Cl apresenta uma solução promissora para aumentar a longevidade das membranas, reduzir custos operacionais e aprimorar o desempenho geral do tratamento. À medida que os pesquisadores continuam a refinar e ampliar essa abordagem inovadora, o futuro do tratamento de águas residuais parece cada vez mais eficiente e sustentável.
Para mais detalhes, consulte o estudo completo publicado na Nature Communications: [https://www.nature.com/articles/s41467-025-57878-4]
Desidratação de lodo eficiente e ecológica com a tecnologia da Holly
Na área de tratamento de água, a Holly está comprometida em fornecer soluções inovadoras para desidratação de lodo aos nossos clientes. Nossa Prensa Rosca Multidisco para Desidratação de Lodo HLDS, com seu design exclusivo antientupimento e função de autolimpeza avançada, reduz significativamente os custos de construção de estações de tratamento de esgoto. Este equipamento utiliza um sistema de controle PLC automático, combinando uma rosca e anéis móveis para autolimpeza, que pode substituir filtros-prensa tradicionais, como prensas de correia e prensas de quadro. Comparada às centrífugas, a HLDS opera com menor consumo de energia e água, tornando-a mais eficiente e ecologicamente correta.
A Prensa Rosca Desidratadora de Lodo HLDS é amplamente utilizada em diversos sistemas de tratamento de águas residuais, incluindo os setores municipal, petroquímico, de fibras químicas, de fabricação de papel, farmacêutico, couro e outros setores industriais. Também é eficaz no tratamento de esterco de fazendas leiteiras, lodo de óleo de palma, lodo séptico e muito mais. Nossos equipamentos foram comprovados em inúmeras aplicações reais, demonstrando desempenho excepcional e benefícios econômicos, ajudando empresas a reduzir custos operacionais e, ao mesmo tempo, atingir metas ambientais.
À medida que a tecnologia de tratamento de água continua a evoluir, as soluções inovadoras da Holly oferecem aos clientes em todo o mundo equipamentos mais eficientes e econômicos, contribuindo para o desenvolvimento sustentável dos setores de desidratação de lodo e tratamento de água. Com uma combinação de tecnologia de ponta e anos de experiência no setor, a Holly se dedica a oferecer os equipamentos de tratamento de águas residuais mais avançados, impulsionando o progresso da indústria e a sustentabilidade ambiental.
Horário da publicação: 03/04/2025