Web of Science (SCI) je nedavno dodal 5 člankov, povezanih s čiščenjem vode s keramično membrano.
1. Pretvorba odpadkov v vodne filtre: mini-pregled keramičnih membran iz predelanih materialov
Revija: Odpadki
Svetovna vodna kriza se še zaostruje, industrijski in komunalni odpadki pa se še naprej netrajnostno kopičijo, zato so nujno potrebne inovativne rešitve, ki so v skladu s konceptom krožnega gospodarstva. Ta pregled raziskuje potencial preoblikovanja-keramičnih membran na osnovi odpadkov-in jih uporablja kot trajnostno strategijo čiščenja vode za sočasno reševanje dvojnih izzivov uporabe odpadnih virov in pomanjkanja čiste vode. Tradicionalne keramične membrane so izdelane iz anorganskih materialov visoke -čistosti in so znane po svoji odlični odpornosti proti kemični koroziji, toplotni stabilnosti in vzdržljivosti. Nedavne raziskave kažejo, da je mogoče industrijske stranske proizvode, kot so rdeče blato, elektrofiltrski pepel, plavžna žlindra, jalovina premoga in odpadki iz peči, učinkovito pretvoriti v filtrirne materiale, ki združujejo nizke stroške in visoko učinkovitost. Ta članek sistematično pregleduje postopek priprave, lastnosti materiala in kazalnike učinkovitosti keramičnih membran-na osnovi odpadkov, pri čemer prikazuje izvedljivost tega pristopa: preoblikovanje industrijskih odpadkov v funkcionalne filtrirne materiale ne more le zmanjšati onesnaževanja okolja, temveč tudi zagotoviti močno podporo globalni varnosti vode in trajnostnemu razvoju.
2. Keramična membrana TiO₂/Al₂O₃, ki jo poganja -površinska omočljivost in foto{2}}katalitsko samo{3}}čiščenje za sanacijo oljne odpadne vode
Revija: POVRŠINE IN VMESNIKI
Obraščanje membrane in razpadanje toka med dolgotrajnim-filtriranjem sta glavna izziva, s katerimi se soočajo tehnologije ločevanja membranske-oljne-vodne emulzije. Ta študija je pripravila večnamensko keramično membrano s hidrofilno prepustnostjo, oleofobnostjo in fotokatalitičnimi samo-čistilnimi lastnostmi za ublažitev teh težav. To membrano smo pripravili s kap-nanosom nano-titanovega dioksida (TiO₂) na porozni substrat iz aluminijevega oksida (Al2O3), čemur je sledilo kalciniranje. Strukturne, morfološke in sestavne analize z rentgensko-difrakcijo (XRD), vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM), energijsko-disperzivno rentgensko-spektroskopijo (EDX) in kartiranjem elementov so potrdile nastanek enakomerne in goste tanke plasti TiO₂ na površini Al₂O₃ brez spreminjanja kristalne strukture substrata oz. povzroča zamašitev por.
Karakterizacija površinske omočljivosti Al₂O₃ membrane, prevlečene z nano-TiO₂, je pokazala superhidrofilne in superoleofilne lastnosti v zraku, medtem ko kaže superoleofobne lastnosti pod vodo. To edinstveno vlažilno obnašanje izhaja iz visoke površinske energije samega TiO₂ in sinergističnega učinka hierarhične strukture nano/mikronske hrapavosti na površini membrane.
Preizkusi učinkovitosti ločevanja emulzije olja-vode pod filtrirnim sistemom s prečnim-tokom so pokazali, da se pretok permeata skozi membrano povečuje približno linearno z naraščajočim delovnim tlakom, učinkovitost ločevanja pa ostaja stabilna nad 99 % v območju tlaka 0,5–2 bara. Preskušanje dolgoročne- stabilnosti po 840 minutah neprekinjenega delovanja je pokazalo, da se je zaradi organske (oljne) kontaminacije pretok permeata zmanjšal na približno 70 % začetne vrednosti, vendar učinkovitost ločevanja ni bistveno nihala. Še pomembneje, z izkoriščanjem intrinzičnih fotokatalitskih samočistilnih-lastnosti TiO₂, je bilo potrebnih samo 45 minut UV obsevanja za učinkovito razgradnjo nabranih organskih onesnaževal na površini membrane, s čimer se je pretok obnovil na približno 90 % začetne vrednosti.
3. Regeneracija vode iz pralnice z uporabo trajnostne keramične membrane iz odpadnega marmornatega prahu: učinkovitost, analiza umazanije
Revija: Okoljske raziskave
Pospešena urbanizacija in hiter razvoj nastajajočih gospodarstev sta povzročila prekomerno-izkoriščanje vodnih virov. Čeprav kmetijstvo in industrija predstavljata več kot 60 % celotne porabe vode, je tudi uporaba vode v gospodinjstvih pomemben vir odpadne vode-skoraj 50 %–80 % izpuščene odpadne vode izvira iz gospodinjskih dejavnosti. Nadaljnja rast prebivalstva in urbanizacija neposredno povečujeta povpraševanje po perilu, kar povzroča znatne količine odpadne vode iz pralnic.
Ta študija uporablja trajnostno keramično membrano, pripravljeno iz odpadnega marmornatega prahu za obdelavo odpadne vode iz pralnice, v kombinaciji z gravitacijskim-slepo{1}}filtrirnim sistemom, kar ima za posledico nizke skupne stroške postopka. Učinkovitost membrane je bila ocenjena na podlagi dveh razsežnosti: odstranjevanja onesnaževal in sposobnosti proti obraščanju. Pri delovanju z nizkim-tlakom pri samo 0,05 bara je membrana dosegla stopnjo odstranitve 88 % za kemično porabo kisika (KPK), 98 % za mikroplastiko (MP) in 99 % za motnost. Koncentracije COD in MP v surovi vodi so bile 1265 mg/L oziroma 2,88 × 10⁶ delcev/L; po obdelavi se je KPK znižala na 145 mg/L, kar je izpolnjevalo sprejemljive standarde za ne-pitno uporabo. Hkrati je membrana pokazala odlično učinkovitost proti obraščanju s stopnjo obnovitve toka (FRR) 81 %.
Analiza mehanizma obraščanja je pokazala, da je na membrani prevladoval skupni učinek popolne blokade por in filtracije pogače. Ta membrana združuje visoko učinkovitost odstranjevanja onesnaževal z odličnimi lastnostmi proti obraščanju, zaradi česar je idealna za obdelavo odpadne vode iz pralnic, pri čemer je proizvedeno vodo mogoče neposredno ponovno uporabiti v ne-pitnih aplikacijah.
4. UV{1}}C LED dezinfekcija Escherichie coli, odporne na antibiotike-, v vodi: integracija s filtracijo s keramično membrano
Revija: PROCESI
Širjenje odpornosti na antibiotike je postalo svetovni problem, ki ogroža javno zdravje in varnost ekosistema. Razvoj novih tehnologij dezinfekcije je pomembna usmeritev za reševanje tega izziva. Ta študija je uporabila diode, ki oddajajo-globoko ultravijolično svetlobo (UV-C LED) za potrditev inaktivacije bakterije Escherichia coli,-odporne na antibiotike, izolirane iz resničnih-vodnih okolij (vključno z morsko vodo, površinsko vodo in obdelano komunalno predelano vodo).
Poskus je izbral dve tipični valovni dolžini UV-C, 255 nm in 265 nm, in uporabil odmerke UV obsevanja 1–7 mJ/cm² na raztopine fosfatnega pufra, inokulirane z mešano bakterijsko kulturo 10 sevov E. coli. Rezultati so pokazali, da sta pri odmerku obsevanja 2 mJ/cm² obe valovni dolžini dosegli približno pet velikosti logaritemske inaktivacije bakterij. Opazovanje z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM) ni razkrilo bistvenih sprememb v bakterijski morfologiji po UV-obsevanju, opazili pa so kvantitativno detekcijo tvorbe pirimidinskega dimera-približno 40 ng/ml ciklobutanpirimidinskih dimerov je nastalo pri obeh valovnih dolžinah pri odmerku 2 mJ/cm², kar potrjuje, da je bila primarna poškodba DNA inaktivacijski mehanizem.
Študija je prav tako testirala učinkovitost čiščenja vode s ploščato membrano iz keramične plošče iz silicijevega karbida: povprečna stopnja zavrnitve skupnih koliformov in E. coli je dosegla 99,9 %. Skupaj s tehnologijo UV-C LED in tehnologijo keramične membrane je mogoče doseči globoko dezinfekcijo koncentrata membrane s stopnjo inaktivacije 99,985 % ali več, kar v celoti prikazuje potencial uporabe te tehnološke kombinacije na področju učinkovite dezinfekcije vode. Slika
5. Učinkovitost nano-halojzitnih keramičnih membran pri odstranjevanju svinca iz onesnažene vode.
Journal: Water Science and Technology
Ta študija je pripravila keramične nanokompozitne membrane, dopirane s haloizitnimi nanocevkami (HNT) in nanodelci manganovega tetroksida (Mn₃O₄) ter sistematično ovrednotila njihovo učinkovitost odstranjevanja svinca v vodi. Pripravljenih je bilo šest tipov keramičnih nanokompozitnih membran s prilagajanjem vsebnosti HNT (75, 80, 85 mas. %) in temperature sintranja (900, 1000 stopinj), pri čemer sta bila dodatek klinkerja (8 mas. %) in dopiranje Mn3O4 konstantna.
Rezultati preskusa pretoka vode so pokazali, da ima membrana H85-900 (ki vsebuje 85 % HNT, sintrana pri 900 stopinjah) najboljšo prepustnost s pretokom 390 L/(m²·h) pri tlaku 5 barov. V testih sintetiziranih vodnih raztopin, ki vsebujejo svinec, je membrana H80-1000 (ki vsebuje 80 % HNT, sintrana pri 1000 stopinjah) pokazala najvišjo stopnjo odstranitve svinca, ki je dosegla 99,84 %. Pri dejanskih preskusih z brizganjem podzemne vode je ta membrana ohranila visoko učinkovitost odstranjevanja 99,16 %.
Ta študija je sintetizirala nanodelce Mn₃O₄ z metodo ko-obarjanja in izvedla več-dimenzionalno karakterizacijo: vrstična elektronska mikroskopija (SEM) je pokazala enakomerno kristalizacijo delcev z velikostjo 30–40 nm; Fluorescenčna spektroskopija X-žarkov (XRF) je potrdila čistost Mn3O4 95,2 %; Rentgenska difrakcija (XRD) je pokazala tetragonalni kristalni sistem; in UV-Vis spektroskopija sta pokazala značilne absorpcijske vrhove pri 220 nm (O²⁻-Mn²⁺/Mn³⁺ prenos naboja) in 350 nm (d-d prehod kristalnega polja). Ti rezultati kažejo, da imajo keramične membrane, ki uporabljajo lokalno pridobljen haloizit, dober potencial uporabe na področju sanacije težkih kovin pri čiščenju vode.
