需要廣泛的凈化才能生產(chǎn)出可靠而美味的飲用水。凈化包括一系列過程，而水軟化是水處理的重要步驟。目前，大多數(shù)水軟化工藝使用特定類型的軟化反應(yīng)器，稱為液固流化 (LSF) 床反應(yīng)器。據(jù)估計(jì)，使用這種方法每年軟化數(shù)百萬(wàn)立方米的水。

最近發(fā)表在化學(xué)工程科學(xué)雜志上的研究：X，使用最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來檢查這些軟化反應(yīng)器內(nèi)的流體動(dòng)力學(xué)。

傳統(tǒng)上，人們認(rèn)為這些反應(yīng)器表現(xiàn)出均勻的行為，其中反應(yīng)器內(nèi)的顆粒均勻地分散在整個(gè)流體中，沒有可觀察到的間隙。

然而，包括來自埃因霍溫大學(xué)、代爾夫特大學(xué)、瑪麗皇后學(xué)院、烏得勒支應(yīng)用科學(xué)大學(xué)和水循環(huán)公司 Waternet 的研究人員在內(nèi)的研究小組發(fā)現(xiàn)，這些軟化反應(yīng)器顆粒床具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)，具有局部空隙和不穩(wěn)定性。

預(yù)計(jì)這些發(fā)現(xiàn)將有助于優(yōu)化和改進(jìn)當(dāng)前的飲用水軟化過程，因?yàn)橛^察到的異質(zhì)性以意想不到的方式影響與軟化過程相關(guān)的結(jié)晶和化學(xué)反應(yīng)。反過來，這可以導(dǎo)致以較低的成本生產(chǎn)高質(zhì)量的軟化飲用水，并減少 CO 2排放。

為學(xué)生提供研究經(jīng)驗(yàn)

兩名瑪麗女王大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生 Jamila Rahman 和 Phoebe Berhanu 是該論文的合著者，并參與了實(shí)驗(yàn)，這是他們?nèi)ツ暝诎⒛匪固氐にW(wǎng)工業(yè)實(shí)習(xí)年的一部分。

Edo Boek 博士補(bǔ)充說：“很高興看到在我們新的化學(xué)工程項(xiàng)目的第一批學(xué)生中，我們能夠?yàn)槲覀兊膶W(xué)生提供成為同行評(píng)審已發(fā)表研究的合著者的機(jī)會(huì)，以及為他們提供重要的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。”

我們與 Jamila 和 Phoebe聊了聊他們?cè)?Waternet的工業(yè)實(shí)習(xí)經(jīng)歷以及為已發(fā)表的研究論文做出貢獻(xiàn)的感覺。

你是如何參與這項(xiàng)研究的?

“由于我們的基于問題的學(xué)習(xí)模塊作為課程的一部分，我們之前就知道該項(xiàng)目。然而，真正吸引我們的是 Onno Kramer(Waternet 和代爾夫特理工大學(xué))對(duì)這門科學(xué)差距的熱情。我們開始討論量化方法，這個(gè)想法的范圍最終導(dǎo)致了這篇發(fā)表的論文。”

你能告訴我們更多關(guān)于你的工業(yè)安置嗎?

“工業(yè)實(shí)習(xí)開始于讓我們熟悉烏得勒支大學(xué)的流化塔，我們花了這段時(shí)間與其他實(shí)習(xí)生一起工作，測(cè)試多種顆粒類型的流動(dòng)和顆粒行為，注意可見空隙模式的任何差異。這自然而然地進(jìn)入了開發(fā)階段我們自己的 Waternet 個(gè)人項(xiàng)目，同時(shí)還與 Onno 合作研究他的博士理論。他計(jì)劃證明液固流化系統(tǒng)通常是異質(zhì)的，而不是許多文獻(xiàn)文章中所述的同質(zhì)。Onno 是一個(gè)靈活和理解的人導(dǎo)師讓我們能夠發(fā)展我們的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，讓我們可以自由地提出問題并在可能的情況下獲得答案，即使這與任務(wù)無關(guān)。”

你認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目幫助你發(fā)展了哪些技能?

“我們培養(yǎng)了專業(yè)的溝通技巧和解決沖突的能力。我們還學(xué)會(huì)了如何獨(dú)立工作，因?yàn)槲覀儾粫?huì)得到直接的指導(dǎo)，定義和導(dǎo)航我們的項(xiàng)目是我們的責(zé)任。因此，我們學(xué)會(huì)了自力更生。問責(zé)制并采取積極行動(dòng)。”

Phoebe：“我在 Waternet 和英國(guó)從事快速砂濾 (RSF) 和粒子的工作。我相信在這段時(shí)間里，我培養(yǎng)了我的獨(dú)立研究技能，以及我對(duì)如何總結(jié)大量文本及其重要性的理解.”

Jamila：“我專注于使用 ImageJ(一種用于處理和分析科學(xué)圖像的軟件)及其對(duì)理解顆粒大小及其流化行為的重要性。我學(xué)到的主要技能是詳細(xì)分析和解決問題。”

您認(rèn)為這項(xiàng)研究會(huì)產(chǎn)生什么影響?

“這項(xiàng)研究明確表明，非均質(zhì)混合是常見情況，而不是均質(zhì)混合。這將為更高效的數(shù)量計(jì)算和工業(yè)用途的定制流程開辟道路，這意味著它既具有成本效益，又可以減少潛在的浪費(fèi)。對(duì)我們來說，這研究確實(shí)向我們自己證明，如果我們運(yùn)用自己，我們可以實(shí)現(xiàn)，如果我們對(duì)新機(jī)會(huì)敞開心扉，我們可以被引導(dǎo)進(jìn)入新的冒險(xiǎn)。”

你最喜歡你的安置點(diǎn)什么?

“我們喜歡在一家大公司工作的文化，結(jié)識(shí)在他們背后擁有多年專業(yè)知識(shí)的有趣的人，具有創(chuàng)造性和創(chuàng)新性的靈活性。當(dāng)我們出國(guó)實(shí)習(xí)時(shí)，在歐洲旅行并探索荷蘭也是一大亮點(diǎn)!”

你認(rèn)為你的實(shí)習(xí)對(duì)你的職業(yè)/進(jìn)一步學(xué)習(xí)有什么幫助?

“到目前為止，這個(gè)實(shí)習(xí)已經(jīng)成為我們幾乎所有面試中的一個(gè)有趣話題。我們出國(guó)實(shí)習(xí)的事實(shí)確實(shí)讓我們與其他候選人區(qū)別開來。這也表明我們有能力在工業(yè)和專業(yè)環(huán)境中成功工作。此外，我們?cè)?Waternet 期間經(jīng)歷了兩種不同的管理風(fēng)格，既不同又獨(dú)特，這有望讓我們?yōu)閷沓蔀榻?jīng)理或主管做好準(zhǔn)備。”