Sustainable granular materials improve removal of natural organic matter, turbidity and microplastics during adsorption, ballasted flocculation and granular filtration
Notice bibliographique
Résumé
Single-use metal-based coagulants, high molecular weight flocculants, engineered adsorbents, and porous media are key materials for several processes in water treatment. However, many of these materials are often expensive, unsustainable, and can increase the amount of sludge produced during the water treatment process. Moreover, the accumulation of toxic metals and synthetic flocculants limits sludge reusability as a fertilizer in agriculture. Herein, we propose reusable, low-cost and sustainable modified grains that can be simultaneously used as positively charged adsorbents to improve removal of soluble matter (natural organic matter), and ballast media to improve removal of particulate matter (turbidity or total suspended solids). Three different starting materials were used to synthesize these modified grains: pristine sand, recycled crushed glass, and grit extracted from a wastewater treatment plant, all of which were grafted with iron (hydr)oxides (Fe surface coverage of 13 and 81%, synthesized with 0.02 and 2 M Fe, respectively). The modified grains were then employed as (i) adsorbents to remove natural organic matter, (ii) ballast media during flocculation to increase floc size and density, and (iii) filtration media for simultaneous removal of natural organic matter and turbidity. Compared to conventional treatment alone (coagulation and flocculation), the incorporation of modified grains simultaneously used as adsorbents and ballast media increased removal of natural organic matter (up to 16%), microplastics (up to 92%), and turbidity (< 1 NTU, with settling rate 18 times faster). Ultimately, modified grains could be used in existing ballasted flocculation processes – replacing conventional sand – to provide an additional NOM removal. Iron-grafted sand, glass, and grit – simultaneously used as adsorbent and ballast media – reduced the settling duration by 18 times compared to conventional treatment (without iron-grafted media) and increased removal of natural organic matter (up to 23%) and microplastics (up to 92%). • Three different starting materials were used to synthesize Fe-coated grains. • Fe surface area coverage of 81% was obtained. • Modified grains were employed as adsorbents and ballast media • Modified grains media increased removal of microplastics (up to 92%). • Modified grains could be used in flocculation processes to provide NOM removal.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».