Des chercheurs découvrent une nouvelle technique de surveillance de l’eau : une nouvelle méthode surveille simultanément les amas et l’intensité du mélange en une seule étape

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L’eau est une ressource vitale et l’eau propre est une nécessité. Des chercheurs de la Texas A&M University ont développé une nouvelle technique pour surveiller l’un des processus clés de purification de l’eau en temps réel.

L’eau brute contient des agents pathogènes microscopiques qui sont trop petits pour être facilement éliminés lors du traitement de l’eau et des eaux usées. Des produits chimiques sont ajoutés pour former de gros amas appelés flocs, qui sont facilement filtrés. La floculation est le processus utilisé dans le traitement de l’eau pour éliminer les particules en suspension de l’eau.

« Des produits chimiques coagulants doivent être ajoutés pour purifier l’eau potable et éliminer la turbidité (nébulosité) et les microbes qui sont trop petits pour être visibles à l’œil nu », a déclaré le Dr Kuang-An Chang, professeur au Département de génie civil et environnemental de Zachry. à Texas A&M.

Mais il est crucial de bien mélanger l’eau et les produits chimiques pour que les agents pathogènes s’agglutinent correctement. Si le mélange est faible, les grumeaux ne se formeront pas. Si le mélange est trop intense, des grumeaux se formeront mais se briseront rapidement.

La nouvelle méthode surveille simultanément la taille et la forme des amas et l’intensité du mélange en une seule étape, en temps réel, permettant des mesures plus précises. La valeur de la recherche réside dans le fait que le mélange est l’un des processus les plus énergivores lors de l’épuration de l’eau et des eaux usées.

Les résultats de cette étude ont été récemment publiés dans la revue ACS Ingénierie ES&T et présenté sur la couverture de son numéro de février.

« Nous avons développé une toute nouvelle technique pour surveiller de manière non intrusive le mélange afin que nous puissions le contrôler avec précision, quantifier les hétérogénéités au sein du réacteur et potentiellement l’optimiser pour créer des flocs aux caractéristiques souhaitées tout en minimisant simultanément la consommation d’énergie », a-t-il déclaré.

Cette technique unique en son genre peut être utilisée pour améliorer la floculation, c’est-à-dire éliminer avec succès les contaminants en faisant pousser des amas suffisamment gros tout en minimisant l’énergie utilisée.

« Toutes les recherches précédentes l’ont fait en deux étapes », a déclaré Chang. « Dans l’ancienne approche, d’abord, des particules artificielles de caractéristiques connues seraient ajoutées pour surveiller le mélange. Ensuite, une deuxième expérience serait effectuée avec des paramètres » identiques « et les amas réels seraient surveillés.

« Nous avons essentiellement réduit de moitié la charge de travail et amélioré la précision car il y a toujours des différences statistiques chaque fois que vous faites deux expériences. »

Ce projet interdisciplinaire était une collaboration entre Chang, qui se concentre sur la dynamique des fluides, et le Dr Shankar Chellam, professeur de génie civil et environnemental et AP et Florence Wiley Professeur III, qui se concentre sur le traitement de l’eau et des eaux usées.

Trois étudiants diplômés ont effectué le travail expérimental et l’analyse numérique associée : Kaleisha Miller, Kyungho Kim et Wei-Liang Chuang, qui est maintenant professeur adjoint à l’Université nationale Sun Yat-sen à Taiwan.

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