تصفیه فلزات سنگین آب آشامیدنی با فناوری نانو

محققان ایرانی با فناوری نانو، فلزات سنگین موجود در آب آشامیدنی را با هزینه کمتر از روش های معمولی تصفیه کردند.

کد خبر: ۴۷۳۳۲۱

تاریخ: ۱۸ بهمن ۱۳۹۳ - ۰۹:۳۰

به گزارش مهر، علی رخشا، عضو هیئت مدیره شرکت "پیام آوران نانوفناوری فردانگر "عنوان کرد: بر اثر استفاده‌ نامتعارف از سفره‌های آب زیرزمینی و کاهش سطح آب در چاه‌ها، حجم عناصر، به‌ویژه فلزات سنگین در آن‌ها به شدت افزایش یافته است که این امر سبب شده تا بسیاری از آب‌های مورد استفاده در کشور دچار آلودگی ناشی از فلزات سنگین شود.

رخشا با اشاره به اینکه عمده‌ترین این فلزات شامل ارسنیک ،آهن، کرم، منگنز، نیکل، کادمیم و سرب هستند، افزود: وجود ارسنیک با غلظت بالای 10 میکروگرم بر لیتر می‌تواند آثار مخربی برای مصرف کننده داشته باشد، همچنین این ماده امکان بروز انواع سرطان در مصرف کننده‌ها را افزایش می‌دهد، خصوصا اینکه از طریق تماس با پوست نیز جذب بدن می‌شوند.فلزات

به گفته وی در حال حاضر، آب برخی از مناطق کشور بین 10 تا 20 برابر حد مجاز حاوی ارسنیک است.

رخشا نحوه عملکرد فناوری نانوکاویتاسیون را توضیح داد و گفت: در این روش با استفاده از طراحی مکانیکی کانال‌های موجود در راکتور، سرعت مایع در داخل کانال‌ها به چندین ماخ (سرعت صوت) رسیده و پس از کاهش فشار ناگهانی در سیال ریز حباب‌هایی در حد نانومتر بوجود می‌آید که پس از تجمع حباب‌ها در یک محفظه همگی منفجر  می شوند.

وی افزود: در این حالت با انفجار هر حباب حجم زیادی از انرژی آزاد شده و امکان انجام بسیاری از واکنش‌های شیمیایی در دمای معمولی یا راندمان بالا وجود دارد.

بر اساس اعلام ستاد نانو؛ یکی از مسائل مهم جوامع بشری، آلودگی آب‌های آشامیدنی است. کشور ما نیز، در پی کاهش نزولات جوی و کمبود آب، به خصوص در سال‌های اخیر، از این معضل در امان نیست. برای غلبه بر این مشکل می‌توان از فناوری‌های مختلفی کمک گرفت که در بین آن‌ها، فناوری نانو از شیوه‌های نوین رفع آلودگی آب به شمار می‌رود.

در این راستا، حذف ارسنیک از آب آشامیدنی با استفاده از فناوری نانوکاویتاسیون، توسط شرکت پیام آوران نانو فناوری فردانگر، در مقیاس صنعتی توسعه پیدا کرده است. این فناوری می‌تواند میزان جذب را در جاذب‌های مورد استفاده افزایش داده و موجب کاهش 2 تا 3 برابری هزینه عملیاتی واحد تصفیه شود.به همین منظور، طرحی با عنوان " تصفیه آب آشامیدنی از ارسنیک با استفاده از فناوری نانو کاویتاسیون و آلومینای اکتیو با ظرفیت 40 لیتر در ثانیه (3450 متر مکعب در شبانه روز)" در استان اردبیل اجرایی شده است. در این طرح فلزات سنگین موجود در آب آشامیدنی با هزینه کمتر از روش‌های معمول تصفیه می‌شوند.

در دنیا روش‌های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آب وجود دارد که هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند؛ ضمن آنکه ماهیت مواد دیگر موجود در آب برای انتخاب بهترین روش مهم است. روش اسمز معکوس، رزین‌های تبادل یونی، جاذب آلومینای روش تعلیقی به صورت صنعتی مورد استفاده صنایع مختلف قرار گرفته است. برخی از آن‌ها همچون روش اسمز معکوس در عین کارامدی، بسیار حساس به کیفیت آب و پر هزینه هستند. برخی دیگر مانند روش رزین تبادل یونی نیز به دلیل وجود عناصر و یون‌های دیگر همچون سولفات، برای بسیاری از مناطق کشور (بدلیل غلظت یون سولفات) نامناسب هستند.

با توجه به عناصر و فلزات موجود در آب، استفاده از مواد جاذب آلومینایی برای بسیاری از مناطق کشور مناسب است. در این روش می‌توان ماده جاذب را بازیابی کرده و مجدداً مورد استفاده قرار داد که این‌کار توسط مواد اسیدی و بازی انجام می‌شود. افزایش تعداد بازیابی جاذب‌ها، حجم زیادی از پساب آلوده به ارسنیک و مواد معلق را ایجاد می‌نماید که خود می‌تواند باعث افزایش هزینه عملیاتی در پروژه شود.

استفاده از فناوری نانوکاویتاسیون موجب اکسید شدن ارسنیک سه ظرفیتی(AS III) و تبدیل آن به ارسنیک پنج ظرفیتی (AS V) می‌شود. این ماده قابلیت جذب بسیار بالایی توسط جاذب‌های آلومینایی دارد. عدم کاربرد مواد اکسید کننده شیمیایی موجب افزایش 2 تا 3 برابری طول عمر جاذب‌ها و در نتیجه کاهش هزینه عملیاتی در این فرایند می‌ شود. مواد اکسید کننده شیمیایی موجب کاهش کارایی جاذب‌ها می‌شوند.

این شرکت با استفاده از این فناوری و برای اولین بار در این حجم باعث بهبود عملکرد جاذب‌های آلومینایی شده است. همچنین در این طرح، استفاده از نانوذرات آهن روی جاذب‌های آلومینایی جهت افزایش میزان جذب و همچنین بالابردن طول عمر و کارایی جاذب‌ها را در دستور کار خود دارد. استفاده از نانو کاویتاسیون با انرژی بالاتر با قابلیت افزایش جذب ارسنیک با مواد جاذب ارزان‌تر از آلومینای اکتیو از دیگر طرح‌های پیشنهادی شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر است.

شرکت پیام‌آورن نانوفناوری فردانگر، در سال 1386 با هدف طراحی و توسعه فناوری ساخت نانو مواد با روش انفجار الکتریکی سیم شکل گرفت. اساس این فناوری قراردادن مواد رسانای جریان الکتریسیته در یک میدان الکتریکی قوی و تولید انواع مختلف نانو مواد در حجم انبوه است. از دیگر دستاوردهای مهمی که توسط این شرکت توسعه پیدا کرده، فرایند نانو کاویتاسیون مورد استفاده در فرایندهای مختلف شیمیایی و فیزیکی از جمله صنعت نقت و گاز و پتروشیمی و صنایع غذایی است. تا کنون محصولات این شرکت، توسط دانشگاه‌ها و مراکز مختلفی در کشور خریداری و مورد استفاده قرار گرفته است.