آشنایی با روش‌های نوین تصفیه آب

با توجه به اینکه هرکدام از سیستم های تصفیه دارای مزایا و معایب خاص خود هستند، و آب نیز، جنبه بسیار مهمی در زندگی روزانه ما دارد، لزوم مقایسه هر یک از روش های تصفیه با یکدیگر احساس می شود.

به گزارش پایگاه خبری تاسیسات نیوز، آب جنبه بسیار مهمی در زندگی روزانه ما دارد. هر روز آب مینوشیم، با آب پخت و پز مینماییم، با آب استحمام می نماییم و انجام بسیاری دیگر از فعالیت هایمان شامل آب است.

اما با تمام اهمیتی که آب داراست، ما دانش بسیار کمی در مورد آن داریم. ما از آب مینوشیم و از این کار رایج و ارزان قیمت لذت میبریم اما از کیفیت آن اطلاعات درستی نداریم.

حتی مصرف کنندگانی که عاقلانه تلاش میکنند تا آب مورد استفاده خود را تصفیه کنند اغلب اطلاعات کمی از گزینه های بیشمار تصفیه آب دارند. در ادامه نگاهی بر روش های نوین تصفیه آب خواهیم داشت.

تصفیه آب با کیسه جاذب ساخت محققان دانشگاهی
محققان مرکز پژوهش و فناوری فرآیندهای غشایی دانشگاه علم و صنعت ایران موفق به طراحی و ساخت کیسه‌ای شدند که آب غیر قابل شرب را به آب قابل آشامیدن تبدیل می‌کند.

در این فرآیند از یک غشای نیمه تراوا به عنوان عامل جداسازی استفاده می‌شود و داخل کیسه از غشای اسمز مستقیم ساخته شده است که میکرو ارگانیسم‌ها و ماکرومولکول‌ها و بیشتر یون‌ها را دفع کرده و آب تمیز ایجاد می‌کند.

با استفاده از این کیسه‌ها می‌توان هرنوع آبی را بدون مصرف انرژی تصفیه کرد و فشاری اعمال نمی‌شود؛ لذا گرفتگی بسیار کم است.

‌به گزارش ایسنا، کیسه با محلول جاذب خوراکی (مانند مواد مغذی) پر شده و با قرار دادن کیسه در محلول آبی و حتی آب گل‌آلود، پس از چند ساعت آب تحت فشار اسمزی به داخل محفظه نفوذ کرده و محلول جاذب رقیق می‌شود.

هدف از ساخت کیسه جاذب آب، استفاده در مواقع ضروری و وقوع حوادث طبیعی و غیر طبیعی مانند زلزله، سیل و جنگ است که در مواقع ضروری به رفع مشکل کمبود آب در مناطق آسیب‌دیده کمک خواهد کرد.

مواردی همچون صرفه‌جویی ارزی بسیار بالا، انعطاف‌پذیری و قابلیت حمل آسان از ویژگی‌های مهم کیسه جاذب آب ساخته شده توسط محققان کشورمان است.

روش نانو جاذب های مغناطیسی
محققان دانشگاه استنفورد آمریکا موفق شده اند با بهره گیری از نانو جاذب های مغناطیسی، شیوه نوینی برای تصفیه سریع آب ابداع کنند که می تواند در مدتی بسیار کوتاه، آلوده ترین آب ها را تا ۹/۹۹ درصد تصفیه کند.

در این روش، کارشناسان نانو ذراتی را که دارای هسته مغناطیسی هستند به عنوان ماده اصلی تصفیه کننده مورد استفاده قرار می دهند. پس از عمل تصفیه و جذب تمام آلودگی ها، نوبت جداسازی این ذرات می رسد.

در این مرحله برخلاف روش های قدیمی می توان با به کارگیری نیروی مغناطیسی تمام نانو جاذب ها را به طور کامل از آب خارج کرد.

این نانو ذرات ظاهری دیسک مانند دارند که با شناور شدن در آب، مواد آلاینده و باکتری ها را به طور تصادفی جذب می کنند.

پس از جذب آلودگی در این نانو جاذب ها، باید آنها را نیز از آب جدا کرد؛ اینجاست که هسته مغناطیسی به کار آمده و جذب حداکثری این تصفیه کننده های بسیار کوچک را میسر می سازد؛ البته این روش چندان نوین نیست و پیشتر در تولیدات صنعتی وجود دارد.

در گذشته از ریز ذراتی از جنس اکسید آهن استفاده می شد، اما نتیجه کار بخوبی روش تازه محققان دانشگاه استنفورد نبود؛ زیرا اکسید آهن نسبت به نیروی مغناطیسی واکنش خوبی نمی داد و بسیاری از ریز مواد در آب باقی می ماند؛ موردی که برای سلامت، مخاطراتی را در پی داشت.

در روش جدید، از نانو ذراتی با دو لایه مغناطیسی استفاده می شود که نسبت به یکدیگر واکنشی ندارد، در حالی که سرانجام بسادگی قابل فیلتر و جداسازی از آب است.

به این ترتیب نتیجه کار بشدت واکنش گراتر از نمونه های پیشین است. البته با توجه به نوع آلودگی آب، روی این دو لایه مغناطیسی، لایه بیرونی دیگری از جنس اکسید نقره یا تیتانیوم کشیده می شود.

در یک آزمایش علمی، محققان توانستند با استفاده از دوز ۱۷ به میلیون از نانو جاذب هایی با روکش نقره، ظرف آبی را که به باکتری اشریشیا کلی (یا E.coli) آلوده شده بود در مدت ۲۰ دقیقه به طور ۹/۹۹ درصد تصفیه کنند.

۵ دقیقه بعد، با استفاده از نیروی مغناطیس دائم، تمام نانو ذرات جادویی نیز از آب استحصال شد. این در حالی است که در روش قدیمی، پس از تصفیه، ریز ذرات اکسید آهن به طور کامل از آب جدا نمی شدند.

برای نمونه در آزمایشی مشابه، کارشناسان توانستند پس از تصفیه آب، در ۵ دقیقه تنها ۲۰ درصد از ریز ذرات اکسید آهن را جدا کنند و پس از گذشت ۲۰ دقیقه نیز همچنان مقادیر بسیار زیادی از آن در آب مانده بودند، نتیجه ای که به هیچ وجه قابل قبول نیست.

این کارشناسان اکنون در حال تولید نانو جاذب هایی با روکش های گوناگون هستند تا آنها را روی انواع آلودگی ها بیازمایند. آنها ابعاد ریز جاذب ها را افزایش داده اند تا برای جذب برخی آلودگی ها مناسب باشد.

هدف نهایی این تحقیقات دستیابی به فرمولی جادویی برای تصفیه بهینه انواع آلودگی های آب است تا با تولید کیتی ساده بتوان مردمی را که در مناطق کمتر توسعه یافته هستند و از منابع آلوده آب استفاده می کنند، نجات داد. بیایید با دقت و توجه بیشتر در مصرف بهینه آب و مدیریت مصرف آب، حق حیات را به همه مردم هدیه دهیم.

تصفیه به روش اسمز معکوس
اسمز معکوس به عنوان یک روش تصفیه آب بیش از ۴۰ سال پیش توسعه یافت. این تکنیک در بدو امر جهت نمک زدایی از آب دریا به کار گرفته شد.

هنگامی که قابلیتهای آلاینده زدایی این روش شناخته شد، اسمز معکوس به صورت تجاری برای تصفیه آب منازل تولید شد. در اوایل ۱۹۷۰ این سیستمها در منازل نصب شدند.

سیستمهای اسمز معکوس به نظر گزینه خوبی برای دستگاه های ارزان و کم مصرف آب شیرین کن آمدند.

فرایند اسمز معکوس وابسته به یک غشای نیمه تراوا است که آب تحت فشار از خلال آن عبور مینماید. به بیان ساده اسمز معکوس، عکس فرایند اسمز طبیعی آب است.

اسمز نام تمایل آب است که موجب میگردد تا در صورت وجود یک غشای نیمه تراوا، آب از محلول رقیق نمک به محلول غلیظ نمک، به صورت تدریجی، انتقال یابد و غلظت نمک را به تعادل برساند.

در اسمز معکوس آب تحت فشار قرار میگیرد تا از خلال عشای نیمه تراو از محیط پر نمک به محیط کم نمک جریان یابد. به خاطر اینکه مولکولهای نمک به صورت فیزیکی بزرگتر از مولکولهای آب هستند غشا اجازه عبور آنها را نمیدهد.

نتیجه، آب نمک زدایی شده در یک سوی غشا و آب پر نمک در سمت دیگر آن است. این فرایند علاوه بر نمک برخی اجزای دیگر آلاینده آب را بسته به ابعادشان تصفیه مینماید. به این دلیل اسمز معکوس به عنوان روشی موثر در تصفیه آب آشامیدنی شناخته شده است.

مزایا و معایب اسمز معکوس
روش اسمز معکوس دقت بسیار بالایی دارد و کلیه ناخالصی ها را حذف می کند. حتی مواد محلول در آب مانند نیترات و نیتریت نیز به راحتی حذف می شوند.

اما در کنار آن ممکن است مواد معدنی نیز از آب خارج شوند. به همین دلیل اغلب ترجیح داده می شود که فیلترهای تقویتی مواد معدنی یا فیلترهای قلیایی برای برگرداندن مواد معدنی استفاده شود.

با وجودیکه اسمز معکوس آلاینده های بسیاری را از آب آشامیدنی میزداید، قابلیت تصفیه برخی آلاینده های آب شهری مانند کلر و برخی مواد شیمیایی فرار ارگانیک (voc) را ندارد.

بنابر این سیستم های اسمز معکوس را مجهز به پیش تصفیه هایی می کنند که قادر است این مواد شیمیایی را نیز حذف کند.

روش نوین تصفیه آب و فاضلاب با استفاده از باریکه های الکترونی
ورود فزاینده انواع آلاینده به محیط زیست و وضع استانداردهای زیست محیطی سخت گیرانه و عدم توانایی روشهای معمول تصفیه برای حذف کامل و یا کاهش آلاینده ها به سطح مطلوب منجر به مطالعه و توسعه فرایندهای تصفیه جدید نظیر باریکه های الکترونی شده است.

تاباندن باریکه های الکترونی به آب و فاضلاب، باعث تولید همزمان گونه های فعال احیاءکننده و اکسیدکننده (●e-aq، H●، OH) می شود که به سرعت و به صورت غیرانتخابی با ترکیبات آلاینده واکنش داده و آنها را تجزیه نمایند.

سابقه استفاده از باریکه‌های الکترونی و کاربردهای آن در کنترل آلودگی زیست محیطی در مقیاس های مختلف و شتاب دهنده های الکترونی به عنوان تجهیزات تولیدکننده باریکه های الکترونی، راکتورهای مورد استفاده برای تابش باریکه های الکترونی، عوامل موثر در کارایی این روش و سیستم های باریکه های الکترونی، در مقاله ای بررسی شده است و نتایج بیانگر آن بود که با توجه به نقاط قوت این روش نسبت به روشهای متداول تصفیه و همچنین هزینه کمتر و عملکرد بهتر آن به خصوص در زمینه گندزدایی فاضلاب و لجن و حذف رنگ از فاضلاب صنایع، دور از ذهن نیست که در آینده نزدیک به عنوان یکی از فناوریهای مهم در حفظ محیط زیست معرفی گردد.

منبع زیست آنلاین
ممکن است شما دوست داشته باشید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.