Вода является жизненно важным ресурсом, и чистая вода является необходимостью. Исследователи Техасского университета A&M разработали новую технику для мониторинга одного из ключевых процессов очистки воды в режиме реального времени. Сырая вода содержит микроскопические патогены, которые слишком малы, чтобы их можно было легко удалить при очистке воды и сточных вод . Химические вещества добавляются для образования больших комков, называемых хлопьями, которые легко отфильтровываются. Флокуляция — это процесс, используемый при очистке воды для удаления взвешенных частиц из воды. «Необходимо добавлять коагулянты для очистки питьевой воды и удаления мутности (мутности) и микробов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом » , — сказал доктор Куанг-Ан Чанг, профессор кафедры гражданского и экологического строительства Захри. в Техасе A&M. Но очень важно правильно смешать воду и химикаты, чтобы патогены правильно слиплись.
Если перемешивание слабое, комки не образуются. Если смешивать слишком интенсивно, образуются комки, но они быстро распадаются. Новый метод одновременно отслеживает размер и форму комков, а также интенсивность перемешивания за один шаг в режиме реального времени, что позволяет проводить более точные измерения. Ценность исследования заключается в том, что перемешивание является одним из наиболее энергозатратных процессов при очистке воды и сточных вод. Результаты этого исследования были недавно опубликованы в журнале ACS ES&T Engineering и представлены на обложке его февральского номера. «Мы разработали совершенно новый метод неинтрузивного мониторинга смешивания, чтобы мы могли точно контролировать его, количественно определять неоднородности внутри реактора и потенциально оптимизировать его для создания хлопьев с желаемыми характеристиками при одновременном минимизации потребления энергии», — сказал он.
Этот первый в своем роде метод можно использовать для улучшения флокуляции, что означает успешное удаление загрязняющих веществ путем выращивания достаточно больших комков при минимальных затратах энергии. «Все предыдущие исследования проводились в два этапа», — сказал доктор Чанг. «В старом подходе сначала для мониторинга смешивания добавлялись искусственные частицы с известными характеристиками. Затем проводился второй эксперимент с «идентичными» настройками и отслеживались настоящие комки». «Мы вдвое сократили рабочую нагрузку и повысили точность, потому что всегда есть статистические различия, когда вы проводите два эксперимента». Этот междисциплинарный проект был совместным проектом доктора Чанга, специализирующегося на гидродинамике, и доктора Шанкара Челлама, профессора гражданской и экологической инженерии, а также профессора AP и Флоренс Уайли III, специализирующегося на очистке воды и сточных вод. Три аспиранта выполнили экспериментальную работу и связанный с ней численный анализ:
