غشاهای نانوفیلتراسیون با راندمان بالا برای تصفیه پساب ساخته شد
محققان دانشگاه کاشان در تحقیقات خود موفق به ساخت غشاهای نانوفیلتراسیونی شده‌اند که می‌توانند بازده تصفیه آب و پساب صنعتی را افزایش دهند.
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، به دلیل صنعتی شدن سریع و ظهور فناوری‌های نو در توسعه کشورها، در حال حاضر، آلودگی آب و پساب‌های صنعتی به یکی از تهدیدهای اصلی برای محیط زیست، سلامتی انسان و اقتصاد تبدیل شده است.
در جهان، از روش‌های مختلفی برای تصفیه‌ی پساب‌ها و جداسازی آلاینده‌های سمی از آب استفاده شده است. یکی از آسان‌ترین و کم هزینه‌ترین این روش‌ها، فرآیندهای غشایی مانند اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس است.
آرش یونس‌نیا لهی، یکی از مجریان این طرح با بیان اینکه در این کار تحقیقاتی سعی شده است غشاهایی با کارایی بهتر برای فرآیند نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و پساب‌های صنایع نساجی تهیه شود، اظهار داشت: متأسفانه، بیشتر غشاهای تجاری متداول در صنعت بر روی سطح خود دارای بار منفی هستند، لذا به کمک آنها نمی‌توان کاتیون‌های مضر یا رنگ‌های دارای بار مثبت را از آب و پساب نساجی حذف کرد.
وی افزود: تمام فرآیندهای غشایی دارای مشکل گرفتگی غشاء هستند که این موضوع سبب می‌شود عملکرد و بازده فرآیند نانوفیلتراسیون کاهش پیدا کرده و هزینه مصرفی را افزایش یابد.
یونس‌نیا لهی ادامه داد: طبق نتایج آزمایش‌های صورت گرفته، به کمک غشاهای نانوفیلتراسیون طراحی شده توسط این محققان، میزان فشار آب خالص عبوری از این غشاها افزایش و میزان گرفتگی آن کاهش یافته است. این بدان معنی است که میزان بازده آب تصفیه شده خروجی بیشتر بوده و سبب کاهش هزینه فرآیندی می‌شود.
به گفته یونس‌نیا لهی، نمونه‌های غشای نانوفیلتراسیون سنتز شده دارای بار مثبت سطحی هستند که برای دستیابی به این ویژگی، در ساختار این غشاها از نانوساختارهای سلسله مراتبی منیزیم هیدروکسید استفاده شده است.
وی افزود: این نانوساختارها علاوه بر ایجاد مراکز بار مثبت زیاد و بزرگ، خصوصیات دیگری را از جمله کمک در تشکیل بهتر غشای نانوفیلتراسیون، زیست‌سازگاری، آب‌دوستی بالا و شار و احتباس بالاتر به غشاهای مورد استفاده در فرآیند نانوفیلتراسیون داده است.
یونس‌نیا لهی عنوان کرد: غشاهای نانوفیلتراسیون سنتز شده به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، زاویه تماس، تعیین زتا پتانسیل، مقدار احتباس نمک‌های معدنی و یک رنگ صنعتی کاتیونی مورد استفاده در رنگرزی الیاف اکریلیک مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.
وی گفت: البته کار غشاها در فرآیند نانوفیلتراسیون، جداسازی ترکیب مورد نظر از محلول اصلی بر اساس دو مکانیسم غربالگری یا اندازه حفرات و دافعه‌ییونی (بار سطحی) است. لذا اگر بار سطحی غشاها منفی بوده و برای جداسازی ترکیبات مثبت مورد استفاده قرار گیرند، مقدار بسیار زیادی از این ترکیبات به سطح غشاء چسبیده و گرفتگی غشایی را بسیار افزایش می‌دهد.
وی با بیان اینکه از آنجا که در مرحله آزمایشگاهی، غشاهای نانوفیلتراسیون سنتز شده دارای درصد احتباس بالای کاتیون و کمترین میزان گرفتگی غشایی بوده است، یادآور شد: لذا با تکمیل مطالعات و دستیابی به تولید انبوه می‌توان به استفاده از این غشاها در تصفیه آب و پساب صنایع مختلف از جمله صنعت نساجی امید داشت.
دکتر احمد اکبری-عضو هیات علمی دانشگاه کاشان، آرش یونس‌نیا لهی-دانشجو دکترای علوم و فناوری نانو و حسن جهانگیری-کارشناسی ارشد شیمی تجزیه از این دانشگاه در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله Desalination (جلد ۳۷۵، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۱۶ تا ۱۲۰) به چاپ رسیده است.