Nodweddion Baeddu a Pherfformiad Awyru Adfer Tryledwr mandwll mewn Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff
Fel cam hanfodol ym mhroses llaid wedi'i actifadu gweithfeydd trin dŵr gwastraff trefol (WWTPs), mae awyru ar gyfer cyflenwad ocsigen nid yn unig yn darparu digon o ocsigen i gynnal gweithgareddau bywyd sylfaenol micro-organebau ond hefyd yn atal y llaid, gan hwyluso arsugniad a chael gwared ar lygryddion. Awyru hefyd yw'r uned sy'n defnyddio fwyaf o ynni mewn WWTP, gan gyfrif am 45% i 75% o gyfanswm defnydd ynni'r orsaf. Felly, mae perfformiad y system awyru yn effeithio'n uniongyrchol ar effeithlonrwydd triniaeth a chostau gweithredol y WWTP. Mae offer awyru yn elfen allweddol o'r system awyru, ac awyryddion swigod mân yw'r rhai a ddefnyddir amlaf mewn WWTPs trefol oherwydd eu heffeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen uchel (OTE). Fodd bynnag, yn ystod gweithrediad tymor hir, mae llygryddion yn anochel yn cronni ar wyneb ac o fewn mandyllau'r awyryddion. Er mwyn sicrhau ansawdd elifiant, mae angen cyflenwad aer ychwanegol gan chwythwyr, gan arwain at fwy o ddefnydd o ynni. Ymhellach, mae llygredd yn gwaethygu clocsio mandwll ac yn newid y deunydd awyru. Mae colled pwysau (pwysedd gwlyb deinamig, DWP) o gydrannau'r awyrydd yn cynyddu dros weithrediad estynedig, gan godi pwysedd aer allfa'r chwythwr ac achosi gwastraff ynni pellach.
Mae llygryddion sy'n cronni ar wyneb a thu mewn i fandyllau awyryddion swigen mân yn cynnwys baeddu biolegol, organig ac anorganig. Mae baw organig yn deillio o arsugniad a dyddodiad mater organig a dyddodiad secretiadau microbaidd. Mae baeddu anorganig fel arfer yn cynnwys gwaddodion cemegol a ffurfiwyd gan gatiau amryfalent, fel ocsidau metel. Yn seiliedig ar p'un a ellir eu symud trwy lanhau corfforol, gellir categoreiddio llygryddion fel baeddu ffisegol gildroadwy neu anwrthdroadwy yn gorfforol. Gellir cael gwared ar faw y gellir ei wrthdroi'n gorfforol trwy ddulliau corfforol syml fel sgwrio mecanyddol, gan fod y llygryddion hyn wedi'u cysylltu'n rhydd ag arwyneb yr awyrydd. Ni ellir dileu baw corfforol na ellir ei wrthdroi trwy lanhau corfforol ac mae angen glanhau cemegol mwy trylwyr. O fewn baeddu ffisegol anwrthdroadwy, gelwir llygryddion y gellir eu symud trwy lanhau cemegol yn faeddu cemegol cildroadwy, tra bod y rhai na ellir eu symud hyd yn oed trwy lanhau cemegol yn cael eu hystyried yn faeddu anadferadwy.
Ar hyn o bryd, mae awyryddion swigen mân a ddefnyddir yn ddomestig yn cynnwys deunyddiau rwber traddodiadol fel monomer diene ethylene propylen (EPDM) a deunyddiau mwy newydd fel polyethylen dwysedd uchel (HDPE). Mae haen dosbarthu nwy awyryddion HDPE yn cael ei ffurfio trwy orchuddio'r bibell gyflenwi aer fewnol â pholymer tawdd, gyda diamedrau mandwll oddeutu (4.0 ± 0.5) mm. Mae HDPE yn cynnig priodweddau cemegol, mecanyddol ac ymwrthedd effaith da a bywyd gwasanaeth hir. Fodd bynnag, mae ei feintiau mandwll yn anghyson ac wedi'u dosbarthu'n anwastad, gan eu gwneud yn agored i ddyddodiad llygryddion. Mae deunydd EPDM yn hynod hyblyg, gyda mandyllau yn cael eu creu trwy dorri mecanyddol. Mae gan awyryddion EPDM nifer uwch o fandyllau fesul ardal uned, gan gynhyrchu swigod llai (o leiaf 0.5 mm). Mae natur hydroffilig y bilen rwber hefyd yn ffafrio ffurfio swigen. Fodd bynnag, mae micro-organebau'n tueddu i atodi a thyfu ar arwynebau EPDM, gan ddefnyddio plastigyddion fel swbstrad. Ar yr un pryd, mae bwyta plastigyddion yn achosi i'r deunydd awyru galedu, gan arwain yn y pen draw at ddifrod blinder a bywyd gwasanaeth byrrach. Felly, mae angen ymchwilio i'r patrymau cronni llygryddion ar y ddau ddeunydd hyn a'r newidiadau dilynol mewn effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen a cholli pwysau.
Cymerodd yr astudiaeth hon awyryddion swigod mân yn eu lle ar ôl blynyddoedd o weithredu o ddau WWTP trefol ag amodau proses tebyg i bynciau ymchwil. Echdynnwyd llygryddion ar yr awyryddion a'u nodweddu fesul haen i nodi eu prif gydrannau. Yn seiliedig ar hyn, gwerthuswyd effeithiolrwydd dulliau glanhau wrth adfer effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen yr awyryddion, gyda'r nod o ddarparu data sylfaenol a chyfeiriadau technegol ar gyfer gweithrediad sefydlog a optimeiddiedig hirdymor systemau awyru swigen mân.
1 Defnyddiau a Dulliau
1.1 Cyflwyniad i'r Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff
Mae'r ddau WWTP wedi'u lleoli yn Shanghai ac yn defnyddio'r broses Anocsig-Anocsig-Ocsig (AAO) Anaerobig fel y driniaeth graidd. Mae WWTP A yn defnyddio siambr graean fortecs + hidlydd ffibr effeithlonrwydd uchel AAO + confensiynol + proses diheintio UV. Mae WWTP B yn defnyddio siambr raean awyredig + tanc gwaddodiad effeithlonrwydd uchel AAO + confensiynol + proses diheintio UV. Mae'r ddau weithfeydd yn cwrdd yn sefydlog â safon Gradd A y "Safon Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Dinesig" (GB 18918-2002). Dangosir paramedrau dylunio a gweithredol penodol ynTabl 1.
1.2 Echdynnu a Nodweddu Llygryddion Awyrydd
Yr awyryddion swigod mân a ddefnyddiwyd yn yr arbrofion oedd awyrydd HDPE tiwbaidd (Ecopolemer, Wcráin) a gasglwyd o Planhigion A ac awyrydd EPDM tiwbaidd (EDI-FlexAir, USA) a gasglwyd o Planhigion B. Dangosir lluniau o'r ddau ynFfigur 1. Roedd yr hen diwb HDPE wedi bod ar waith ers 10 mlynedd, gyda dimensiynau D × L=120 mm × 1000 mm a diamedr mandwll o (4±0.50) mm, yn gallu cynhyrchu swigod mân o 2 ~ 5 mm. Roedd yr hen diwb EPDM wedi bod ar waith ers 3 blynedd, gyda dimensiynau D × L=91 mm × 1003 mm, yn cynhyrchu swigod mân o 1.0 ~ 1.2 mm, gyda diamedr swigen lleiaf o 0.5 mm.
Cafodd yr hen diwbiau HDPE ac EPDM eu hadalw o'r tanciau aerobig, eu gosod ar haenen lynu, a'u rinsio â dŵr wedi'i ddadïoneiddio. Perfformiwyd sgrwbio mecanyddol gan ddefnyddio llafn wedi'i sterileiddio â fflam i sgrapio'r llygryddion a oedd ynghlwm wrth wyneb yr awyrydd.
Er mwyn astudio ymhellach effaith baeddu ar berfformiad trosglwyddo ocsigen, perfformiwyd glanhau cemegol ar y tiwb HDPE. Ar ôl sgwrio mecanyddol, cafodd y tiwb HDPE ei socian mewn datrysiadau 5% HCl a 5% NaClO am 24 awr yn y drefn honno. Cafodd yr hen diwbiau, tiwbiau wedi'u sgwrio'n fecanyddol, a thiwbiau wedi'u glanhau'n gemegol eu sychu mewn popty 60 gradd (model XMTS{-6000) am 60 awr. Yna archwiliwyd eu harwynebau gan ddefnyddio microsgopeg electron sganio (SEM, model JSM-7800F, Japan), sbectrosgopeg pelydr-X gwasgaredig ynni (EDX, Oxford Instruments, UK), a microsgopeg sganio laser confocal (CLSM, model TCS SP8, yr Almaen). Cafodd yr ateb glanhau HCl ei hidlo trwy bilen 0.45 μm, a pherfformiwyd dadansoddiad meintiol o gationau amryfalent (gan gynnwys ïonau Ca, Mg, Al, Fe, ac ati) gan ddefnyddio sbectrometreg allyriadau optegol plasma wedi'i gyplysu'n anwythol (ICP, model ICPS-7510, Japan). Gan y gall HCl a NaClO achosi dadnatureiddio a heneiddio'r bilen EPDM, ni pherfformiwyd glanhau cemegol ar y tiwb EPDM. Torrwyd y tiwb EPDM yn ddarnau pilen 5 cm × 5 cm a'i socian mewn HCl ar gyfer dadansoddiad meintiol o catïonau amryfalent yn yr hydoddiant.
1.3 Offer a Dull Profi ar gyfer Perfformiad Trosglwyddo Ocsigen Awyrydd
Profwyd perfformiad trosglwyddo ocsigen yr awyryddion swigen mân yn ôl "Penderfyniad Perfformiad Trosglwyddo Ocsigen Dŵr Glân Awyryddion Swigod Gain" (CJ / T 475-2015). Dangosir gosodiad y prawf ynFfigur 2.
Mae'r cyfarpar yn strwythur dur gwrthstaen sy'n mesur 1.2 m × 0.3 m × 1.4 m, gyda ffenestri gwylio gwydr organig ar y ddwy ochr. Gosodwyd yr awyrydd ar waelod y canol gan ddefnyddio cynhalydd metel, gyda dyfnder tanddwr o 1.0 m. Defnyddiwyd dadansoddwr ansawdd dŵr aml-baramedr (Hach HQ30D, UDA) i fonitro crynodiad ocsigen toddedig (DO) mewn-amser real. Defnyddiwyd sodiwm sylffit anhydrus fel yr asiant deoxygenation, a cobalt clorid fel y catalydd. Roedd darlleniad y mesurydd pwysau yn cynrychioli gwasgedd gwlyb deinamig yr awyrydd (DWP, kPa). Cywirwyd canlyniadau mesur ar gyfer tymheredd, halltedd, a DO. Defnyddiwyd yr effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen safonol (SOTE, %) fel y mynegai gwerthuso.
Mae defnydd o ynni chwythwr yn gysylltiedig â chyfradd llif cyflenwad aer a phwysedd aer allfa, sy'n cael eu dylanwadu gan SOTE yr awyrydd a DWP, yn y drefn honno. Felly, defnyddiwyd mynegai defnydd ynni awyru J (kPa·h/g), yn cynrychioli effaith gyfunol SOTE a DWP, i asesu perfformiad awyryddion. Fe'i diffinnir fel y golled pwysau y mae'n rhaid i'r awyrydd ei goresgyn fesul uned màs o ocsigen a drosglwyddir. Cyfrifir J o lethr y ffit atchweliad llinol rhwng DWP/SOTE a’r gyfradd llif aer (AFR), fel y dangosir yn yr hafaliad canlynol:
Lle:
AFRyw'r gyfradd llif aer, m³/h;
ρawyra yw'r dwysedd aer, wedi'i gymryd fel 1.29 × 10³ g/m³ ar 20 gradd;
yO2yw'r cynnwys ocsigen mewn aer, wedi'i gymryd fel 0.23 g O₂/g aer.
2 Canlyniadau a Dadansoddiad
2.1 Perfformiad Trosglwyddo Ocsigen Awyryddion Newydd, Hen a Glanhau
Ffigur 3yn dangos SOTE a DWP yr awyryddion ar wahanol gyfraddau llif aer.
O Ffigurau 3(a) a (b), y gwerthoedd SOTE ar gyfer y tiwbiau HDPE newydd a'r tiwbiau EPDM newydd oedd (7.36 ±0.53)% a (9.68 ±1.84)%, yn y drefn honno. Mae'r tiwb EPDM yn cynhyrchu swigod llai gydag arwynebedd arwyneb penodol mwy, gan gynyddu'r ardal gyswllt hylif nwy ac amser preswylio, gan arwain at SOTE uwch. Gostyngodd SOTE y ddau awyrydd gydag AFR cynyddol oherwydd bod AFR uwch yn cynyddu nifer swigen a chyflymder cychwynnol, gan arwain at fwy o wrthdrawiadau swigen a ffurfio swigod mwy, sy'n rhwystro trosglwyddo ocsigen o nwy i gyfnod hylif. Dangosodd SOTE y tiwb EPDM duedd gostyngol fwy amlwg gydag AFR cynyddol o'i gymharu â'r tiwb HDPE. Mae hyn oherwydd bod mandyllau'r awyrydd HDPE yn anhyblyg ac nid ydynt yn newid gydag AFR, tra bod mandyllau'r awyrydd EPDM yn hyblyg ac yn agored yn ehangach gyda mwy o AFR, gan ffurfio swigod mwy a lleihau SOTE ymhellach.
Ar ôl gweithredu tymor hir, gostyngodd SOTE y tiwb HDPE i (5.39 ± 0.62)%, gostyngiad o 26.7%, yn bennaf oherwydd bod llygryddion yn cronni yn tagu'r mandyllau a lleihau nifer y mandyllau effeithiol ar gyfer cynhyrchu swigod. Cynyddodd sgwrio mecanyddol SOTE y tiwb HDPE i (5.59 ± 0.66)%, ond nid oedd yr adferiad yn sylweddol, o bosibl oherwydd bod llygryddion ar y tiwb HDPE nid yn unig ynghlwm wrth yr wyneb ond hefyd yn cael eu hadneuo y tu mewn i'r mandyllau, gan eu gwneud yn anodd eu tynnu trwy sgrwbio mecanyddol. Roedd Jiang et al. Canfuwyd y gall NaClO dynnu llygryddion o diwbiau HDPE yn effeithiol ac adfer eu perfformiad awyru. Ar ôl glanhau NaClO, adferodd SOTE y tiwb HDPE i (6.14 ± 0.63)%, sef 83.4% o lefel y tiwb newydd, yn dal i fethu adennill yn llawn. Mae hyn oherwydd, dros gyfnod hir o weithredu, mae llygryddion yn glynu'n dynn, yn newid y strwythur mandwll, yn rhwystro llif aer, yn cynyddu cyfuniad swigen, yn lleihau arwynebedd penodol swigen ac amser preswylio, ac felly'n rhwystro trosglwyddo ocsigen. Ar yr un pryd, mae baeddu yn achosi dosbarthiad aer anwastad, gan ddiraddio perfformiad cyffredinol.
Gostyngodd SOTE yr hen diwb EPDM i (9.06 ± 1.75)%, gostyngiad o 6.4%. Ar wahân i glocsio mandwll rhag cronni llygryddion, mae baeddu biolegol yn defnyddio plastigyddion yn y deunydd, gan galedu'r awyrydd a dadffurfio'r mandyllau. Ni all y mandyllau anffurfiedig ddychwelyd i'w cyflwr gwreiddiol, gan gynhyrchu swigod mwy a gostwng SOTE. Cynyddodd sgrwbio mecanyddol SOTE y tiwb EPDM i (9.47 ± 1.87)%, gan ei adfer bron i lefel y tiwb newydd, gan nodi bod llygryddion ar y tiwb EPDM wedi'u cysylltu'n rhydd â'r wyneb ac y gellid eu tynnu'n bennaf trwy sgwrio mecanyddol.
O Ffigurau 3(c) a (d), roedd DWP y tiwb EPDM newydd (6.47 ±0.66) kPa, yn sylweddol uwch na'r tiwb HDPE newydd [(1.47 ±0.49) kPa]. Mae hyn oherwydd bod diamedr mandwll y tiwb EPDM yn llai na diamedr y tiwb HDPE, gan arwain at fwy o wrthwynebiad pan fydd swigod yn cael eu gwasgu drwodd. Ar ôl gweithredu am dymor hir, cynyddodd DWP yr hen diwb HDPE i (4.36 ±0.56) kPa, 2.97 gwaith yn fwy na'r tiwb newydd. Mae'r cynnydd yn yr Adran Gwaith a Phensiynau yn gysylltiedig â graddau'r clocsio mandwll a newidiadau materol. Fe wnaeth sgwrio mecanyddol leihau DWP y tiwb HDPE i 2.25 gwaith yn fwy na'r tiwb newydd. Fe wnaeth glanhau NaClO ei leihau ymhellach i (2.04 ± 0.45) kPa, 1.39 gwaith yn fwy na'r tiwb newydd. Mae hyn eto'n dangos bod y rhan fwyaf o lygryddion ar y tiwb HDPE wedi'u dyddodi y tu mewn i'r mandyllau ac na ellid eu tynnu'n effeithiol trwy sgwrio mecanyddol, gan ei gwneud yn ofynnol i lanhau NaClO adfer perfformiad. Cynyddodd DWP yr hen diwb EPDM i (8.10 ± 0.94) kPa, 1.25 gwaith yn fwy na'r tiwb newydd, a gostyngodd i 1.10 gwaith ar ôl sgrwbio mecanyddol.
Ffigur 4yn dangos y newid DWP/SOTE (a ddynodir fel DWP') gydag AFR ar gyfer yr awyryddion.
Defnyddiwyd hafaliad atchweliad llinol i ffitio DWP' yn erbyn AFR, a chafwyd y paramedr defnydd ynni J o'r llethr. Y gwerthoedd J ar gyfer y HDPE newydd a'r tiwbiau EPDM newydd oedd 0.064 a 0.204 kPa·h/g, yn y drefn honno, sy'n nodi bod yn rhaid i'r tiwb EPDM oresgyn mwy o golled pwysau fesul uned màs ocsigen a drosglwyddir. Ar adeg eu hamnewid, cynyddodd y gwerthoedd J ar gyfer y tiwbiau HDPE ac EPDM i 0.251 a 0.274 kPa·h/g, yn y drefn honno. Gall baw awyru sy'n arwain at golli pwysau cynyddol effeithio ar weithrediad diogel chwythwr. Ar ôl sgwrio mecanyddol, gostyngodd y gwerthoedd J ar gyfer y tiwbiau HDPE ac EPDM i 0.184 a 0.237 kPa·h/g, yn y drefn honno. Gellir defnyddio newidiadau yn J ar gyfer dadansoddiad meintiol o lygryddion awyru. Mae'r gwahaniaeth mewn J rhwng yr hen diwb a'r tiwb wedi'i sgwrio'n fecanyddol yn cael ei achosi gan faw y gellir ei wrthdroi'n gorfforol. Mae'r gwahaniaeth rhwng y tiwb wedi'i sgwrio'n fecanyddol a'r tiwb newydd yn cael ei achosi gan faw na ellir ei wrthdroi'n gorfforol. Mae'r gwahaniaeth rhwng y tiwb wedi'i sgwrio'n fecanyddol a'r tiwb wedi'i lanhau'n gemegol yn cael ei achosi gan faeddu cemegol cildroadwy, tra bod y gwahaniaeth rhwng y tiwb wedi'i lanhau'n gemegol a'r tiwb newydd yn cael ei achosi gan faeddu anadferadwy. Mae Ffigur 5 yn dangos y newidiadau yn y paramedr defnydd ynni J ar gyfer yr awyryddion.
OddiwrthFfigur 5, ar gyfer y tiwb HDPE, roedd baeddu corfforol gwrthdroadwy a chorfforol anwrthdroadwy yn cyfrif am 35.8% a 64.2% o gyfanswm y baeddu, yn y drefn honno. O fewn y baeddu ffisegol anwrthdroadwy, roedd baeddu cemegol cildroadwy ac anadferadwy yn cyfrif am 42.8% a 21.4%, yn y drefn honno. Ar gyfer y tiwb EPDM, roedd baeddu corfforol cildroadwy a chorfforol anwrthdroadwy yn cyfrif am 52.9% a 47.1%, yn y drefn honno. Nid yw baeddu anadferadwy yn ymddangos i ddechrau ond mae'n cronni dros amser, gan bennu bywyd gwasanaeth yr awyrydd yn y pen draw. Felly, dylid sefydlu amserlenni glanhau rhesymol i arafu'r newid o faeddu cildroadwy i faeddu anghildroadwy a lleihau baw anadferadwy sy'n cronni.
2.2 SEM Arsylwi Awyryddion Newydd, Hen a Glanhau
Ffigur 6yn dangos delweddau SEM o arwynebau awyryddion newydd, hen ac wedi'u sgwrio'n fecanyddol. Mae strwythur mandyllog y tiwb HDPE newydd i'w weld yn glir, tra bod wyneb y tiwb EPDM newydd yn llyfn gyda mandyllau glân wedi'u torri. Ar ôl sawl blwyddyn o weithredu, newidiodd morffoleg wyneb y ddau awyrydd yn sylweddol. Roedd llygryddion tebyg i wialen a rhwystr yn gorchuddio'r wyneb yn gyfan gwbl, gydag agregau llygryddion o amgylch a thu mewn i'r mandyllau, gan rwystro trosglwyddo ocsigen a chynyddu colli pwysau. Ar ôl sgwrio mecanyddol, tynnwyd y rhan fwyaf o lygryddion ar wyneb y tiwb EPDM, ond roedd mandyllau yn dal yn rhwystredig. Ar gyfer y tiwb HDPE, gostyngodd trwch haen y llygrydd, ond roedd mandyllau yn dal i gael eu gorchuddio.
2.3 Dadansoddiad Baeddu Anorganig o Awyryddion Newydd, Hen a Glanhau
Defnyddiwyd EDX i ddadansoddi prif gyfansoddiad elfennol arwynebau'r awyrydd ymhellach, gyda'r canlyniadau wedi'u dangos ynTabl 2. Canfuwyd carbon, ocsigen, haearn, silicon a chalsiwm ar arwynebau HDPE ac EPDM. Roedd y tiwb HDPE hefyd yn cynnwys magnesiwm, tra bod y tiwb EPDM yn cynnwys alwminiwm. Tybir mai llygryddion anorganig ar y tiwb HDPE oedd silicon deuocsid, calsiwm carbonad, magnesiwm carbonad, a ffosffad haearn, tra bod y rhai ar y tiwb EPDM yn silicon deuocsid ac alwminiwm ocsid. Ffurfiwyd y gwaddodion anorganig hyn pan gyrhaeddodd y crynodiadau o ïonau anorganig o ddŵr gwastraff trefol a llaid wedi'i actifadu dirlawnder ar wyneb yr awyrydd. Ar ôl sgwrio mecanyddol, ni ddangosodd yr elfennau anorganig ar arwynebau'r awyrydd fawr o wahaniaeth o'i gymharu â'r hen diwbiau, sy'n dangos na all sgrwbio mecanyddol gael gwared ar lygryddion anorganig yn effeithiol. Mae Kim et al. Canfuwyd bod llygryddion anorganig yn cael eu gorchuddio â llygryddion organig ar ôl gweithredu tymor hir, gan lynu'n dynn at yr wyneb a thu mewn i'r mandyllau, gan eu gwneud yn anodd eu tynnu trwy sgrwbio mecanyddol.
Ar ôl glanhau HCl, cafodd ïonau metel ar arwynebau'r awyrydd eu tynnu'n llwyr. Cyrydodd HCl ran o'r haen organig sy'n gorchuddio'r wyneb, ei dreiddio, a'i adweithio ag ïonau metel, gan dynnu gwaddodion anorganig trwy niwtraliad a dadelfennu. Cafodd yr hydoddiant glanhau HCl a ddefnyddiwyd ar gyfer socian yr awyryddion ei ddadansoddi gan ICP i gyfrifo cynnwys llygryddion anorganig. Roedd y cynnwys Ca, Mg, a Fe ar gyfer y tiwb HDPE yn 18.00, 1.62, a 13.90 mg / cm², yn y drefn honno, tra ar gyfer y tiwb EPDM, y cynnwys Ca, Al, a Fe oedd 9.55, 1.61, a 3.38 mg / cm², yn y drefn honno.
2.4 Dadansoddiad Baw Organig o Awyryddion Newydd, Hen a Glanhau
Er mwyn archwilio dosbarthiad llygryddion organig yn feintiol, defnyddiwyd meddalwedd Image J i gyfrifo cymhareb cwmpas biofolwm a swbstrad cyfanswm celloedd, polysacaridau, a phroteinau o ficrograffau CLSM, gyda chyfartaleddau wedi'u cymryd fel canlyniadau terfynol (Ffigur 7).
O Ffigur 7(a), proteinau a chyfanswm celloedd oedd prif gydrannau llygryddion organig ar y tiwbiau HDPE ac EPDM, yn y drefn honno, gyda chyfanswm y cyfeintiau uchaf yn cyrraedd 7.66 × 10⁵ a 7.02 × 10 ⁵ μm³. Roedd cyfanswm cyfaint y celloedd ar y tiwb EPDM 2.5 gwaith yn fwy nag ar y tiwb HDPE, yn gyson â chanfyddiadau gan Garrido-Baserba et al., a nododd fod cyfanswm uwch o grynodiad DNA ar hen awyryddion EPDM o gymharu â deunyddiau eraill. Roedd Wanger et al. Canfuwyd pan fydd micro-organebau'n cysylltu â thiwbiau EPDM, os nad oes digon o swbstrad organig yn yr amgylchedd cyfagos, maent yn troi i ddefnyddio plastigyddion pilen EPDM. Gall micro-organebau ddefnyddio plastigyddion fel ffynhonnell garbon, gan gyflymu twf ac atgenhedlu, a thrwy hynny ddwysau baw biolegol ar wyneb EPDM. Roedd y cynnwys polysacarid a phrotein ar y tiwb EPDM yn llawer is na'r rhai ar y tiwb HDPE, o bosibl oherwydd yr oedran llaid uwch yn Planhigyn B o'i gymharu â Phlanhigion A, gan arwain at grynodiad sylwedd polymerig allgellog (EPS) is. Fel prif gydrannau EPS, daeth proteinau a polysacaridau a lygrwyd gan ficro-organebau yn ffynonellau sylweddol o lygryddion organig ar wyneb y tiwb HDPE yn Planhigyn A.
Ar ôl sgwrio mecanyddol, gostyngodd meintiau cyfanswm y celloedd, polysacaridau, a phroteinau ar y tiwb HDPE 1.49 × 10⁵, 0.13 × 10⁵, a 1.33 × 10⁵ μm³, yn y drefn honno. Ar y tiwb EPDM, y gostyngiadau cyfatebol oedd 2.20 × 10⁵, 1.88 × 10⁵, a 2.38 × 10⁵ μm³, yn y drefn honno. Mae hyn yn dangos y gall sgwrio mecanyddol leihau baw organig i ryw raddau.
Fodd bynnag, ar gyfer y tiwb HDPE, cynyddodd arwynebedd cwmpas swbstrad polysacaridau a phroteinau ar ôl sgrwbio mecanyddol-o 2.75% a 6.28% i 4.67% a 7.09%, yn y drefn honno [Ffigur 7(b)]. Digwyddodd hyn oherwydd bod gan y sylweddau polymerig allgellog (EPS) gludedd uchel. O ganlyniad, cafodd sgwrio mecanyddol yr effaith wrthgynhyrchiol o ledaenu proteinau, polysacaridau, a llygryddion anorganig yn ehangach ar draws wyneb y tiwb HDPE, gan arwain at fwy o gwmpas ardal. Mae hyn yn debygol o esbonio pam y methodd sgwrio mecanyddol adfer effeithlonrwydd awyru'r tiwb HDPE yn sylweddol.
Ar ôl glanhau NaClO, gostyngodd cyfanswm y celloedd, polysacaridau, a phroteinau ar y tiwb HDPE 2.34 × 10⁵, 3.42 × 10⁵, a 4.53 × 10⁵ μm³, yn y drefn honno, gan ddangos effeithlonrwydd tynnu sylweddol uwch na sgrwbio mecanyddol. Mae NaClO yn ocsideiddio grwpiau swyddogaethol o lygryddion organig i mewn i cetonau, aldehydau, ac asidau carbocsilig, gan gynyddu hydrophilicity y cyfansoddion rhiant a lleihau adlyniad llygryddion i'r awyrydd. Ar ben hynny, gall ocsidyddion ddadelfennu fflocs llaid a choloidau yn ronynnau mân a mater organig toddedig.
3 Casgliadau
①Gwerthoedd SOTE ar gyfer y HDPE newydd a thiwbiau EPDM newydd oedd (7.36 ± 0.53)% a (9.68 ± 1.84)%, yn y drefn honno. Dangosodd SOTE y tiwb EPDM duedd gostyngol fwy amlwg gydag AFR cynyddol o'i gymharu â'r tiwb HDPE. Mae hyn oherwydd bod mandyllau'r awyrydd HDPE yn anhyblyg ac nid ydynt yn newid gydag AFR, tra bod mandyllau'r awyrydd EPDM yn hyblyg ac yn agored yn ehangach gyda mwy o AFR, gan ffurfio swigod mwy a lleihau SOTE ymhellach.
②Oherwydd croniad llygryddion ar yr wyneb a'r tu mewn i fandyllau, gostyngodd effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen y tiwb HDPE 26.7%, a chynyddodd ei golled pwysau i 2.97 gwaith yn fwy na'r tiwb newydd. Gan fod y rhan fwyaf o lygryddion ar y tiwb HDPE wedi'u dyddodi y tu mewn i'r mandyllau, nid oedd sgrwbio mecanyddol yn effeithiol. Ar ôl glanhau cemegol, adferodd SOTE y tiwb HDPE i 83.4% o lefel y tiwb newydd, a gostyngodd DWP i 1.39 gwaith yn fwy na'r tiwb newydd, gan ddangos gwelliant sylweddol mewn perfformiad. Fodd bynnag, oherwydd dyddodiad llygryddion, ni allai adfer yn llwyr i'w gyflwr gwreiddiol. Ar gyfer y tiwb HDPE, roedd baw corfforol cildroadwy, cildroadwy yn gemegol, a baeddu anadferadwy yn cyfrif am 35.8%, 42.8%, a 21.4%, yn y drefn honno.
③Ar ôl gweithrediad tymor hir, gostyngodd effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen y tiwb EPDM 6.4%, a chynyddodd ei golled pwysau i 1.25 gwaith yn fwy na'r tiwb newydd. Ar ôl sgwrio mecanyddol, roedd perfformiad awyru'r tiwb EPDM bron wedi'i adfer i lefel y tiwb newydd, gan ddangos bod llygryddion ar y tiwb EPDM wedi'u cysylltu'n rhydd â'r wyneb ac y gellid eu tynnu i raddau helaeth trwy sgwrio mecanyddol. Ar gyfer y tiwb EPDM, roedd baeddu corfforol cildroadwy a chorfforol anwrthdroadwy yn cyfrif am 52.9% a 47.1%, yn y drefn honno.
④Proteinau oedd prif gydran llygryddion organig ar y tiwb HDPE, tra bod cyfanswm y celloedd yn brif gydran ar y tiwb EPDM. Mae hyn oherwydd bod micro-organebau'n defnyddio plastigyddion yn y deunydd EPDM fel ffynhonnell garbon, gan gyflymu eu twf a'u hatgynhyrchu, a thrwy hynny ddwysau baeddu biolegol ar awyryddion deunydd EPDM.