view in publisher's site

Ultrafiltration membrane fouling by microplastics with raw water: Behaviors and alleviation methods

Highlights•Severe UF membrane fouling was observed by MPs in raw.•A critical plastic size for the fouling was found.•Flocs played an important role in the fouling mitigation.•Enhanced membrane fouling alleviation was observed with membrane module rotation.AbstractIt is well accepted that microplastics (MPs) exist in freshwater that is used as a key source for production of drinking water. Because of the potential health effects from MPs, it is necessary to remove the MPs during the water treatment. Among various technologies, membrane technology plays a dominant role. The integrated ultrafiltration membrane-based system has attracted considerably high attention for water treatment due to its cost-effectiveness. In this study, the ultrafiltration (UF) membrane fouling by the MPs was investigated. The results indicated that the UF membrane fouling was enhanced due to the synergistic effect of MPs and the existing substance in raw water. The transmembrane pressure (TMP) was positively correlated with the loading of MPs; the MPs with an averaged size of 1 μm caused the most severe fouling among the tested sizes. The aluminum-based flocs (Al-flocs) were injected and the loose cake layers were formed on the membrane surface, leading to a reduction in the TMP by almost 85% at the Al-flocs total dosage of 26 mM. A further fouling alleviation was achieved by the membrane module reciprocating rotation or helical rotation, which regulated the thickness of the loose cake layers. The three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) modeling analysis indicated the flow in the tank was in the transition from laminar flow to turbulent flow. The results also showed that the shear stress had the maximum value when the module started to rotate regardless of the rotation duration, indicating the main regulation induced at the beginning of the rotation. In this work, the findings illustrated how MPs practically affect the UF membrane fouling and advocated the applicability of the dynamic integrated process to alleviating the fouling caused by the MPs.Graphical abstractDownload : Download high-res image (155KB)Download : Download full-size image

گرفتگی غشا اولترافیلتراسیون با استفاده از میکرو پلاستیک‌های با آب خام: رفتار و روش‌های تخفیف

نکات برجسته * گرفتگی غشا UF شدید توسط نمایندگان مجلس به صورت خام مشاهده شد. یک اندازه پلاستیکی بحرانی برای رسوبگذاری یافت شد. * Flocs نقش مهمی در کاهش رسوب ایفا می‌کند. کاهش گرفتگی بیشتر غشا با چرخش ماژول غشا مشاهده شد. واکنش منفی به خوبی پذیرفته شده‌است که میکروپلاستیک ها (MP ها)در آب شیرین وجود دارند که به عنوان یک منبع کلیدی برای تولید آب آشامیدنی استفاده می‌شوند. به دلیل اثرات بالقوه سلامت از سوی نمایندگان مجلس، حذف نمایندگان مجلس در طول درمان آب ضروری است. در میان فن‌آوری‌های مختلف، تکنولوژی غشا نقش غالب را ایفا می‌کند. سیستم مبتنی بر غشای اولترافیلتراسیون یکپارچه، به دلیل مقرون‌به‌صرفه بودن، توجه زیادی را برای تصفیه آب به خود جلب کرده‌است. در این مطالعه، گرفتگی غشا اولترافیلتراسیون (UF)توسط اعضای پارلمان بررسی شد. نتایج نشان داد که گرفتگی غشا UF به دلیل اثر هم افزایی MP ها و ماده موجود در آب خام افزایش یافت. فشار تراغشایی (TMP)به طور مثبتی با بارگذاری MP ها مرتبط بود؛ MP هایی با اندازه متوسط μm ۱ بیش‌ترین گرفتگی را در میان اندازه‌های تست شده ایجاد کردند. توده‌های مبتنی بر آلومینیوم (آل فلوگس)تزریق شدند و لایه‌های سست کیک بر روی سطح غشا تشکیل شدند که منجر به کاهش در TMP به میزان تقریبا ۸۵ % در مقدار کل لخته سازی ۲۶ میلی مولار شد. کاهش بیشتر گرفتگی با مدول غشایی چرخش رفت و برگشتی یا چرخش مارپیچی به دست آمد که ضخامت لایه‌های سست کیک را تنظیم می‌کرد. تحلیل مدلسازی دینامیک سیالات محاسباتی سه‌بعدی (CFD)نشان داد که جریان در مخزن در انتقال از جریان آرام به جریان آشفته است. نتایج همچنین نشان داد که تنش برشی زمانی بیش‌ترین مقدار را دارد که مدول شروع به دوران می‌کند، بدون توجه به مدت‌زمان چرخش، که نشان‌دهنده تنظیم اصلی ایجاد شده در آغاز دوران است. در این کار، یافته‌ها نشان دادند که چگونه اعضای پارلمان عملا بر گرفتگی غشا UF تاثیر می‌گذارند و از قابلیت کاربرد فرآیند یکپارچه دینامیک برای کاهش گرفتگی ناشی از MPs.Gرپ چکیده دانلود: دانلود تصویر با کیفیت بالا (۱۵۵ KB)دانلود: دانلود تصویر با اندازه کامل
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Chemical Engineering
  • ترجمه مقاله General Chemical Engineering
  • مقاله مهندسی شیمی عمومی
  • ترجمه مقاله مهندسی شیمی عمومی
  • مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • ترجمه مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • مقاله مهندسی صنایع و ساخت
  • ترجمه مقاله مهندسی صنایع و ساخت
  • مقاله General Chemistry
  • ترجمه مقاله General Chemistry
  • مقاله شیمی عمومی
  • ترجمه مقاله شیمی عمومی
  • مقاله Environmental Chemistry
  • ترجمه مقاله Environmental Chemistry
  • مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
  • ترجمه مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.