Elevsamarbejde giver ny indsigt i drikkevand af høj kvalitet til lavere omkostninger

Omfattende rensning er nødvendig for at producere pålideligt og velsmagende drikkevand. Oprensning består af en række processer, og blødgøring af vand er et vigtigt skridt i vandbehandlingen. I øjeblikket, de fleste vandblødgøringsprocesser bruger en bestemt type blødgøringsreaktor, kendt som fluid-solid fluidised (LSF) bed-reaktorer. Det anslås, at millioner af kubikmeter vand om året blødgøres ved hjælp af denne fremgangsmåde.

Den nylige undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Kemiingeniørvidenskab:X , brugt state-of-the-art computersimuleringer samt eksperimentelle data til at undersøge væskedynamikken i disse blødgøringsreaktorer.

Traditionelt, man har troet, at disse reaktorer udviser homogen adfærd, hvor korn i reaktoren er ensartet fordelt i væsken uden observerbare mellemrum.

Imidlertid, forskerholdet, som omfattede forskere fra Eindhoven University, Delft Universitet, Dronning Mary, Utrecht University of Applied Sciences og vandkredsløbsvirksomheden Waternet, fandt, at disse blødgøringsreaktorgranulære lejer i stedet havde en heterogen struktur med lokale hulrum og ustabiliteter.

Det forventes, at disse resultater vil muliggøre optimering og forbedring af de nuværende blødgøringsprocesser for drikkevand, da den observerede heterogenitet påvirker krystallisation og kemiske reaktioner forbundet med blødgøringsprocessen på uventede måder. På tur, dette kan føre til produktion af blødgjort drikkevand af høj kvalitet til en lavere pris, og med reduceret CO ₂ emissioner.

At give studerende forskningserfaring

To Queen Mary studerende i kemiingeniøruddannelsen, Jamila Rahman og Phoebe Berhanu, er medforfattere på papiret og var involveret i udførelsen af ​​eksperimenterne, som en del af deres Industrial Placement-år hos Waternet Amsterdam sidste år.

Dr. Edo Boek tilføjede:"Det er spændende at se, at vi inden for den første kohorte af vores nye kemiingeniørprogram har været i stand til at give vores studerende mulighed for at blive medforfattere på en peer-reviewed publiceret undersøgelse, samt give dem vital industriel erfaring."

Vi talte med Jamila og Phoebe om deres industrielle placeringserfaring hos Waternet, og hvordan det føles at bidrage til et offentliggjort forskningspapir.

Hvordan blev du involveret i forskningen?

"Vi var tidligere opmærksomme på projektet på grund af vores problembaserede læringsmodul som en del af forløbet. det var Onno Kramers (Waternet og TU Delft) entusiasme vedrørende hullet i denne videnskab, der virkelig trak os til det. Vi startede med diskussioner om kvantificeringsmetoder, og omfanget af denne idé førte i sidste ende til dette offentliggjorte papir."

Kan du fortælle os lidt mere om din industrielle placering?

"Den industrielle placering begyndte med at gøre os bekendt med fluidiseringskolonnerne på Utrecht University, vi brugte denne tid på at arbejde sammen med andre praktikanter, testning af flow og partikeladfærd for flere partikeltyper, bemærker eventuelle forskelle i synlige tomrumsmønstre. Dette udviklede sig naturligvis til en udvikling af vores egne personlige projekter for Waternet, samtidig med at han arbejdede sammen med Onno på hans ph.d. teori. Han planlagde at demonstrere, at væske-faststof-fluidiseringssystemer sædvanligvis var heterogene og ikke homogene som angivet i mange litteraturartikler. Onno var en fleksibel og forstående vejleder, der tillod os at udvikle vores selvstændige læringsevner, giver os frihed til at stille spørgsmål og modtage svarene, hvor det er muligt, selv når det ikke var relateret til opgaven."

Hvilke færdigheder tror du, at dette projekt hjalp dig med at udvikle?

"Vi har udviklet professionelle kommunikationsevner samt konfliktløsning. Vi har også lært at arbejde selvstændigt, da vi ikke ville blive givet ligetil anvisninger, og det var vores ansvar at definere og navigere i vores projekter. Derfor, vi har lært at tage selvansvar og tage proaktive handlinger."

Phoebe:"Jeg arbejdede på Rapid Sand Filtration (RSF) og partiklernes funktion i Waternet og Storbritannien. Jeg tror i løbet af denne tid, at jeg udviklede mine uafhængige forskningsevner, og min forståelse af, hvordan man opsummerer store mængder tekst og dens betydning."

Jamila:"Jeg fokuserede på at bruge ImageJ (en software, der bruges til at behandle og analysere videnskabelige billeder) og dens betydning for at forstå partikelstørrelse og involvering i dens fluidiseringsadfærd. De vigtigste færdigheder, jeg lærte, var detaljeret analyse og problemløsning."

Hvilken effekt tror du, denne forskning vil have?

"Denne forskning viser eksplicit, at heterogen blanding er det sædvanlige tilfælde, ikke homogen. Dette vil åbne op for mere produktive beregninger for mængde og skræddersyede processer til industriel brug, hvilket betyder, at det både vil være omkostningseffektivt og føre til mindre potentielt spild. For os har denne forskning virkelig vist, mest for os selv, at hvis vi anvender os selv, vi kan opnå, hvis vi åbner vores sind for nye muligheder, vi kan blive guidet ind i nye eventyr."

Hvad nød du mest ved din placering?

"Vi nød kulturen ved at arbejde i en stor virksomhed, at møde interessante mennesker med mange års ekspertise på området bag sig, at have fleksibiliteten til at være kreativ og innovativ. Da vi tog til udlandet for denne placering, at rejse rundt i Europa og udforske Holland var også et højdepunkt!"

Hvordan tror du, at din placering vil hjælpe dig i din karriere/det videre studie?

"Indtil videre er denne placering blevet en interessant snak i næsten alle vores interviews. Det faktum, at vi tog til udlandet for vores praktikplads, adskiller os virkelig fra andre kandidater. Det indikerer også vores evne til at arbejde med succes i et industrielt og professionelt miljø. Også, vi har oplevet to ledelsesstile i løbet af vores tid hos Waternet, både anderledes og unikt, hvilket forhåbentlig vil forberede os til selv at blive ledere eller supervisorer i fremtiden."