بهبود فرایند تصفیه‌ پساب‌های صنعتی با نانوذرات

پژوهشگران دانشگاه صنعتی سهند تبریز در پی دستیابی به بازده بالا در تصفیه‌ پساب‌های صنعتی، اقدام به سنتز آزمایشگاهی غشا‌هایی متشکل از نانوذرات کردند.

کد خبر: ۱۱۹۴۷۳۸

تاریخ: ۱۸ تير ۱۳۹۴ - ۱۴:۲۳

به گزارش خبرگزاری دانا، در صورت تکمیل نتایج و دستیابی به تولید انبوه، این غشا در فرایند تصفیه‌ی پساب به کمک بیوراکتورها قابل استفاده است. از طرفی به دلیل اصلاح سطح غشا به کمک نانوذرات، تعداد دفعات تعویض و شستشوی آن‌ها کاهش خواهد یافت.

تصفیه‌ی پساب‌های شهری و صنعتی عموماً به روش بیولوژیکی و با کمک لجن فعال انجام می‌شود؛ بدین ترتیب آلاینده‌های محلول موجود در فاضلاب تصفیه شده و جمعیت لجن سوسپانسیونی در داخل سیستم افزایش پیدا می‌کند. در نهایت، جداسازی لجن از جریان تصفیه شده به کمک نیروی گرانشی در تانک ته نشینی اتفاق می‌افتد.

ماهرخ امینی، مجری طرح با اشاره به مشکلات عمده‌ی این روش تصفیه عنوان کرد: «فضای بسیار زیاد مورد نیاز در این سیستم‌ها به دلیل وجود تانک ته نشینی، تبخیر حجم زیادی از آب تصفیه شده در تانک‌های رو باز و همچنین کیفیت پایین جریان تصفیه شده از معایب جدی سیستم‌های تصفیه با لجن فعال است.»

وی در ادامه افزود: «با روی کار آمدن بیوراکتور غشایی و جایگزینی تانک ته‌نشینی با فیلتراسیون غشایی، این مشکلات تا حد زیادی حل شده است. در واقع سیستم بیوراکتور غشایی به عنوان یک فناوری نوین و تولید جریان تصفیه شده با کیفیت بسیار بالا، تا به امروز توجه افراد و گروه‌های مختلفی را به خود جلب کرده است. با این حال مشکل عمده‌ی این سیستم‌ها، هزینه‌ی بالای عملیاتی مربوط به نگهداری و تعویض غشاهای موجود در آن است.»

عمده‌ی هزینه‌ها در سیستم‌های بیوراکتور غشایی، مربوط به نگهداری و شستشو غشای آن است. لذا به نظر می‌رسد اصلاح سطح غشا می‌تواند مشکل گرفتگی آن را رفع کرده و با کم کردن تعداد دفعات شستشو، به منظور جلوگیری از کاهش فلاکس عبوردهی، باعث کاهش در هزینه‌ها شود.

به گفته‌ی امینی، هدف اصلی این پروژه کاهش میزان گرفتگی غشاهای پلیمری آبگریز، با استفاده از نانوذرات سیلیکا بوده است.

این محقق در ادامه گفت: «نانوذرات سیلیکا، آبدوست، زیست سازگار و غیر سمی هستند. به عبارتی با کاربرد آن‌ها و افزایش آبدوستی به علت حضور گروه‌های عاملی آبدوست روی سطح غشا و تشکیل لایه‌ی آب، برهمکنش غشا با مواد آبگریز موجود در بیوراکتور کاهش پیدا کرده و عملکرد سیستم به طور قابل توجهی بهبود پیدا می‌کند.»

کاهش در میزان گرفتگی غشاها به دلیل حضور نانوذرات آبدوست و به دنبال آن کاهش قابل توجه در هزینه‌های مربوط به شستشو و تعویض غشاها، هزینه‌ی مربوط به افزودن نانوذرات به ساختار غشا را جبران می‌کند.

در این طرح مقایسه عملکردی غشاها در تصفیه‌ی پساب پالایشگاهی با بار آلی بالا در بیوراکتور غشایی انجام شده وکیفیت جریان تصفیه شده با استانداردهای موجود برای استفاده‌ی مجدد پساب تأیید شده است.

البته این قبیل غشاهای پلیمری در زمینه‌های متفاوتی همچون بیوتکنولوژی (جداسازی و تغلیظ پروتئین‌ها)، پزشکی(تصفیه‌ی خون)، صنایع غذائی (صاف کردن آب میوه) و به طور گسترده در صنایع مختلف برای تصفیه‌ی فیزیکی آب و ... نیز کاربرد دارند.

این طرح در قالب پایان نامه‌ی مورد نیاز صنعت به سفارش شرکت ملی پالایش و پخش فراورده‌های نفتی و به همت ماهرخ امینی- کارشناس ارشد مهندسی شیمی- و دکتر رضا یگانی- از دانشگاه صنعتی سهند تبریز- انجام شده است.