Продолжаем (см. начало в посте выше)
3️⃣Третий этап: хлорирование, фильтрация и передовые процессы окисления. Хлорирование является недорогим методом дезинфекции, но этот процесс приводит к образованию вредных побочных продуктов. Для решения этой проблемы применяются такие методы, как УФ-обработка, озонирование, фотокатализ и методы адсорбции. Они улучшают качество сточных вод перед повторным использованием. Эти же методы по данным разных исследований удаляют МП из сточных вод, с эффективностью от 60% до более 90% в зависимости от конкретной методики и условий очистки.
Исследования недавно показали эффективность различных процессов окисления. Например, метод окисления Фентона превосходно удаляет ПВХ и ПП, особенно при высоких температурах (выше 100°C) – до 96%. Но озонирование увеличивает фрагментацию МП, что приводит к образованию новых и более мелких частиц. Методы фильтрации являются здесь наиболее эффективными методами очистки загрязнителей: используется песок, активированный уголь, мембранная фильтрация.
Под мембранной фильтрацией здесь имеются в виду разные методы:
- мембранные биореакторы (МБР),
- вращение растворенного воздуха (ВРВ),
- дисковые фильтры (ДФ),
- скорые песчаные фильтры (СПП),
- динамические мембранные системы (ДМ).
- обратный осмос (ОО)
- микрофильтрация (МФ)
Среди них МБР зарекомендовали себя как высокоэффективные методы, достигающие удаления до 99,9%, за ними следует ВРВ с эффективностью удаления 95%.
Несмотря на высокую эффективность таких методов, как обратный осмос (ОО) и микрофильтрация (МФ), воды после очистки по-прежнему содержат значительное количество пластиковых частиц. Исследования демонстрируют, что стоки после ОО могут содержать порядка 0.21 частицы МП на литр.
В ответ на эту проблему разрабатываются несколько стратегий:
- Гибридные системы. Предлагается интеграция мембран обратного осмоса с ультрафильтрационными мембранами. Это почти полностью удаляет МП и наночастиц из сточных вод.
- Динамические мембраны (ДМ). Их эффективность основана на использовании высокопроницаемой основы с крупными порами. В процессе фильтрации на поверхности ДМ формируется слой осадка (гель-слой или «динамический слой») из взвешенных твердых частиц, который сам выступает в роли барьера. Этот слой эффективно улавливает МП, предотвращая их прохождение через основную мембрану.
- Нанофильтрация (НФ). Мембраны нанофильтрации характеризуются неоднородной структурой, сочетающей фильтрирующие пористые области и более плотные секции. Это способствует эффективному задержанию МП без значительного увеличения склонности мембраны к загрязнению. Ключевым параметром является размер пор: мембраны с меньшим размером пор (например, ~0.128 нм) демонстрируют значительно более высокую эффективность удаления МП по сравнению с мембранами с порами большего размера (например, ~1.28 нм).
Многочисленные исследователи разрабатывают новые мембраны, которые удаляют даже легкие органические молекулы и соли, меньшие по размеру, чем большинство МП и наночастиц. Их свойства делают эти мембраны весьма перспективными для борьбы с загрязнением микро- и нанопластиком. Они экономны с точки зрения траты воды. Однако многие из них остаются на этапе лабораторных испытаний и не готовы к промышленному производству.
🌾Системы очистки сточных вод на естественной основе, в частности, искусственные водно-болотные угодья привлекают больше внимания, чем традиционные методы, благодаря своей энергоэффективности, возможностям экологического восстановления и минимальному образованию вторичных загрязнителей. Они демонстрируют оптимальную эффективность очистки, включая МП благодаря взаимодействию между растительностью водно-болотных угодий, материалами субстрата, почвой и связанными с ними микробными сообществами. Однако исследований этого метода недостаточно.
Выводы 👇