تصفیه آب با شوک الکترودیالیز: یون زدایی، فیلتراسیون، جداسازی و گندزدایی

قیمت: 43,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

تصفیه آب با شوک الکترودیالیز: یون زدایی، فیلتراسیون، جداسازی و گندزدایی

عنوان لاتین

Water purification by shock electrodialysis: Deionization, filtration, separation, and disinfection

رشد انرژی و زیرساخت‌های کافی برای سیستم‌های تصفیه آب از چالش‌های مهم مهندسی است که جامعه ما با آن روبرو شده است. تصفیه آب اغلب یک روند چند مرحله‌ای است که شامل فیلتراسیون، یون زدایی، گندزدایی یک جریان آب آشامیدنی است. شوک الکترودیالیز (شوک ED) یک تکنیک به تازگی توسعه یافته برای آب شیرین کن‌ ها است، که بر تشکیل منطقه قطبش غلظت یونی (ICP) و یون زدایی موج‌های ضربه‌ای در حفره‌های کوچک در یک عنصر انتخابی یون نفوذ می‌کند. در حالی که شوک ED به عنوان ابزار موثری برای شیرین سازی آب تشریح شده است، شواهدی از دیگر ویژگی‌ها به صورت همزمان ارائه دادیم. ما نشان دادیم که شوک ED می‌تواند کاملا ذرات در مقیاس میکرون را فیلتر کند و تجمعی از ذرات نانو را در آب آشامیدنی فراهم کند. ما همچنین توضیح می‌دهیم که شوک ED می‌تواند گندزدایی آب‌های آشامیدنی را امکان پذیر سازد، چرا که 99% باکتری‌های زنده (Escherichia coli) آب ورودی کشته می‌شوند یا حذف می‌شوند. شوک ED همچنین ذرات مثبت و منفی را از هم جدا می‌کند، که بر خلاف این ادعا است که ICP به عنوان یک مانع مجازی برای همه ذرات بار دار عمل می‌کند. با ترکیب این قابلیت‌ها (فیلتراسیون، جدا سازی، گندزدایی) با یون زدایی، شوک ED پتانسیلی برای ایجاد سیستم‌های تصفیه آب فشرده دارد.

The development of energy and infrastructure efficient water purification systems is among the most critical engineering challenges facing our society. Water purification is often a multi-step process involving filtration, desalination, and disinfection of a feedstream. Shock electrodialysis (shock ED) is a newly developed technique for water desalination, leveraging the formation of ion concentration polarization (ICP) zones and deionization shock waves in microscale pores near to an ion selective element. While shock ED has been demonstrated as an effective water desalination tool, we here present evidence of other simultaneous functionalities. We show that shock ED can thoroughly filter micron-scale particles and aggregates of nanoparticles present in the feedwater.We also demonstrate that shock ED can enable disinfection of feedwaters, as approximately 99% of viable bacteria (here Escherichia coli) in the inflow were killed or removed by our prototype. Shock ED also separates positive from negative particles, contrary to claims that ICP acts as a virtual barrier for all charged particles. By combining these functionalities (filtration, separation and disinfection) with deionization, shock ED has the potential to enable highly compact and efficient water purification systems