È necessaria un'ampia purificazione per produrre acqua potabile affidabile e gustosa. La purificazione consiste in una serie di processi, e l'addolcimento dell'acqua è un passo importante nel trattamento dell'acqua. Attualmente, la maggior parte dei processi di addolcimento dell'acqua utilizza un tipo specifico di reattore di addolcimento, noti come reattori a letto fluido liquido-solido (LSF). Si stima che con questo approccio vengano addolciti milioni di metri cubi di acqua all'anno.

Il recente studio, pubblicato sulla rivista Scienze dell'ingegneria chimica:X , ha utilizzato simulazioni al computer all'avanguardia e dati sperimentali per esaminare la fluidodinamica all'interno di questi reattori di addolcimento.

Tradizionalmente, si è pensato che questi reattori mostrassero un comportamento omogeneo, dove i grani all'interno del reattore sono uniformemente dispersi in tutto il fluido senza spazi osservabili.

Però, il gruppo di ricerca, che includeva ricercatori dell'Università di Eindhoven, Università di Delft, Regina Maria, Utrecht University of Applied Sciences e società del ciclo dell'acqua Waternet, hanno scoperto che questi letti granulari del reattore di addolcimento avevano invece una struttura eterogenea con vuoti e instabilità locali.

Si prevede che questi risultati consentiranno l'ottimizzazione e il miglioramento degli attuali processi di addolcimento dell'acqua potabile, poiché l'eterogeneità osservata influenza la cristallizzazione e le reazioni chimiche associate al processo di rammollimento in modi inaspettati. A sua volta, questo potrebbe portare alla produzione di acqua potabile addolcita di alta qualità a un costo inferiore, e con CO . ridotta ₂ emissioni.

Fornire agli studenti esperienza di ricerca

Due studenti universitari in ingegneria chimica della Queen Mary, Jamila Rahman e Phoebe Berhanu, sono coautori del documento e sono stati coinvolti nella conduzione degli esperimenti, come parte del loro anno di collocamento industriale al Waternet Amsterdam lo scorso anno.

Il Dr. Edo Boek ha aggiunto:"È entusiasmante vedere che all'interno della prima coorte del nostro nuovo programma di ingegneria chimica siamo stati in grado di offrire ai nostri studenti l'opportunità di diventare coautori di uno studio pubblicato sottoposto a revisione paritaria, oltre a fornire loro un'esperienza industriale vitale."

Abbiamo parlato con Jamila e Phoebe della loro esperienza di collocamento industriale presso Waternet e di come ci si sente a contribuire a un documento di ricerca pubblicato.

Come sei stato coinvolto nella ricerca?

"In precedenza eravamo a conoscenza del progetto grazie al nostro modulo di apprendimento basato sui problemi come parte del corso. Tuttavia, è stato l'entusiasmo di Onno Kramer (Waternet e TU Delft) riguardo al divario in questa scienza che ci ha davvero attirato ad essa. Abbiamo iniziato con discussioni sui metodi di quantificazione e la portata di questa idea alla fine ha portato a questo documento pubblicato".

Puoi dirci qualcosa in più sul tuo posizionamento industriale?

"Il posizionamento industriale è iniziato con la familiarità con le colonne di fluidificazione presso l'Università di Utrecht, abbiamo trascorso questo tempo lavorando con altri stagisti, testare il flusso e il comportamento delle particelle di più tipi di particelle, notando eventuali differenze nei modelli di vuoti visibili. Questo naturalmente è progredito nello sviluppo dei nostri progetti personali per Waternet, mentre lavorava anche con Onno nel suo dottorato di ricerca. teoria. Stava progettando di dimostrare che i sistemi di fluidificazione liquido-solido erano generalmente eterogenei e non omogenei come affermato in molti articoli di letteratura. Onno era un supervisore flessibile e comprensivo che ci ha permesso di sviluppare le nostre capacità di apprendimento indipendente, dandoci la libertà di fare domande e ricevere risposte ove possibile, anche quando non era correlato al compito."

Quali abilità pensi che questo progetto ti abbia aiutato a sviluppare?

"Abbiamo sviluppato capacità di comunicazione professionale e risoluzione dei conflitti. Abbiamo anche imparato a lavorare in modo indipendente poiché non ci sarebbero state date indicazioni dirette ed era nostra responsabilità definire e navigare i nostri progetti. Pertanto, abbiamo imparato ad assumerci la nostra responsabilità e ad intraprendere azioni proattive".

Phoebe:"Ho lavorato su Rapid Sand Filtration (RSF) e sul funzionamento delle particelle all'interno di Waternet e nel Regno Unito. Credo che durante questo periodo ho sviluppato le mie capacità di ricerca indipendente, e la mia comprensione di come riassumere grandi quantità di testo e la sua importanza."

Jamila:"Mi sono concentrato sull'utilizzo di ImageJ (un software utilizzato per elaborare e analizzare immagini scientifiche) e sulla sua importanza per comprendere la dimensione delle particelle e il coinvolgimento con il suo comportamento di fluidificazione. Le principali abilità che ho appreso sono state l'analisi dettagliata e la risoluzione dei problemi".

Quale impatto pensi che avrà questa ricerca?

"Questa ricerca mostra esplicitamente che la miscelazione eterogenea è il caso normale, non omogeneo. Questo aprirà a calcoli più produttivi per quantità e processi su misura per uso industriale, il che significa che sarà sia conveniente che condurrà a meno sprechi potenziali. Per noi questa ricerca ha davvero dimostrato, a noi stessi soprattutto che se ci applichiamo, possiamo raggiungere, se apriamo le nostre menti a nuove opportunità, possiamo essere guidati in nuove avventure."

Cosa ti è piaciuto di più del tuo posizionamento?

"Abbiamo apprezzato la cultura di lavorare in una grande azienda, di incontrare persone interessanti con anni di esperienza nel settore alle spalle, di avere la flessibilità necessaria per essere creativi e innovativi. Dato che siamo andati all'estero per questo tirocinio, anche viaggiare in Europa ed esplorare i Paesi Bassi è stato un punto culminante!"

In che modo pensi che il tuo posizionamento ti aiuterà nella tua carriera/ulteriore studio?

"Finora questo tirocinio è diventato un argomento di discussione interessante in quasi tutti i nostri colloqui. Il fatto che siamo andati all'estero per il nostro tirocinio ci distingue davvero dagli altri candidati. Indica anche la nostra capacità di lavorare con successo in un ambiente industriale e professionale. Anche, abbiamo sperimentato due stili di gestione durante la nostra permanenza in Waternet, entrambi diversi e unici che speriamo ci preparino a diventare noi stessi manager o supervisori in futuro."