پساب صنعتی زیر تیغ نانو/ از جشنواره دانشجویی تا تحولی بزرگ

به گزارش خبرنگار علمی و فناوری خبرگزاری برنا، یک شرکت دانش‌بنیان، موفق به طراحی و تولید سامانه‌های پیشرفته تصفیه پساب و هوای صنعتی شده است.

پساب‌های صنعتی یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی در دنیا به شمار می‌روند. این پساب‌ها که شامل مواد شیمیایی، فلزات سنگین، و آلاینده‌های مختلف هستند، می‌توانند به منابع آب، خاک و هوا آسیب‌های جدی وارد کنند. عدم تصفیه مناسب پساب‌ها نه‌تنها تهدیدی برای سلامت انسان‌ها و موجودات زنده است، بلکه به تخریب اکوسیستم‌ها و کاهش تنوع زیستی نیز منجر می‌شود. به همین دلیل، استفاده از فناوری‌های نوین، به‌ویژه فناوری نانو، در تصفیه این پساب‌ها می‌تواند تحول بزرگی در حفاظت از محیط‌زیست ایجاد کند. فناوری نانو با ارائه راهکارهای کارآمد و اقتصادی در تصفیه پساب‌های صنعتی، قادر است تا آلودگی‌ها را به حداقل رسانده و شرایط زیست‌محیطی را بهبود بخشد.

الزامات تخصصی تصفیه فاضلاب صنعتی

پیچیدگی فاضلاب صنعتی، که ممکن است حاوی ترکیبی از آلاینده‌های شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی باشد، نیاز به استانداردهای سختگیرانه تصفیه متناسب با فرآیندهای صنعتی خاص دارد. این الزامات عبارتند از:

محدودیت‌های خاص آلاینده

استانداردها اغلب آلاینده‌ها هستند و آلاینده‌هایی مانند ترکیبات آلی فرار، فلزات سنگین و جامدات معلق را هدف قرار می‌دهند. این استانداردها بر اساس سمیت بالقوه، ماندگاری و تجمع زیستی آلاینده ها تنظیم می شوند.

الزامات تکنولوژیکی

مقررات ممکن است اتخاذ فناوری های پیشرفته تصفیه یا بهترین تکنیک های موجود (BAT) را برای به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی مشخص کند.

مجوز و انطباق

تأسیسات صنعتی معمولاً برای دریافت مجوزهایی لازم هستند که جزئیات الزامات تصفیه، نظارت و تعهدات گزارش را دریافت کنند. انطباق با این مجوزها به طور مرتب توسط سازمان های نظارتی بررسی می شود.

اثرات زیست محیطی تصفیه فاضلاب

سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی، در عین اینکه ضروری هستند، اثرات زیست محیطی ذاتی دارند:

مصرف انرژی

این سیستم ها می توانند بسیار انرژی بر باشند، به ویژه در فرآیندهایی که نیاز به فناوری های پیشرفته تصفیه مانند اسمز معکوس یا ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش دارند.

آلاینده‌های ثانویه

فرآیندهای تصفیه می‌توانند آلاینده‌های ثانویه مانند محصولات جانبی ضدعفونی (DBPs) یا جریان‌های ضایعات متمرکز (آب نمک حاصل از فرآیندهای نمک‌زدایی) تولید کنند که نیاز به مدیریت بیشتری دارند.

دفع لجن

تصفیه فاضلاب لجنی تولید می کند که باید به گونه ای تصفیه و دفع شود که از آلودگی محیط زیست جلوگیری شود.

هرکدام از این اثرات زیست محیطی با استفاده از روش های نوین تصفیه فاضلاب صنعتی میتواند به حداقل برسد که در ادامه روش ها توضیح داده شده است.

روش های پیشرفته در تصفیه فاضلاب صنعتی

فناوری های نوظهور در تصفیه فاضلاب بر کارایی، پایداری و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی ثانویه تمرکز دارند. برخی از امیدوار کننده ترین روش ها عبارتند از:

فناوری نانوحباب 

یک رویکرد نوآورانه در زمینه تصفیه و تصفیه آب است که از حباب‌های گاز بسیار کوچک، معمولاً کمتر از 200 نانومتر استفاده می‌کند. این حباب ها که با چشم غیرمسلح نامرئی هستند، به دلیل اندازه و نسبت سطح بزرگ به حجم، خواص منحصر به فردی را ارائه می دهند که می تواند فرآیندهای مختلف در تصفیه آب را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

فناوری‌های غشایی

نوآوری‌ها در فناوری غشایی، مانند اسمز رو به جلو و تقطیر غشایی، مصرف انرژی کمتری را در مقایسه با اسمز معکوس معمولی ارائه می‌کنند، زیرا در شرایط سخت‌تر عمل می‌کنند و در عین حال جامدات محلول را به طور موثر حذف می‌کنند.

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

AOPs های جدیدتر، از جمله اکسیداسیون الکتروشیمیایی، واکنش های سونوشیمیایی و فرآیندهای فوتوکاتالیستی پیشرفته، در تخریب آلاینده های آلی پایدار و پاتوژن ها موثر هستند. این فرآیندها رادیکال‌های بسیار واکنش‌پذیر را در شرایط محیطی تولید می‌کنند که می‌توانند آلاینده‌های آلی را به دی اکسید کربن و آب تبدیل کنند.

سیستم‌های بیوالکتروشیمیایی

این سیستم‌ها از فناوری‌های الکتروشیمیایی میکروبی برای تصفیه فاضلاب و در عین حال بازیابی انرژی به عنوان برق یا مواد شیمیایی ارزشمند مانند هیدروژن استفاده میکنند که می تواند به طور قابل توجهی ردپای انرژی تصفیه فاضلاب را کاهش دهد.

فناورهای بازیابی مواد مغذی

تکنیک هایی مانند بارش استروویت و هضم بی هوازی به طور فزاینده‌ای نه تنها برای تصفیه فاضلاب بلکه برای بازیابی مواد مغذی مانند فسفر و نیتروژن نیز استفاده میشود که می توانند به عنوان کود مورد استفاده مجدد قرار گیرند و به بازیابی منابع و پایداری کمک می کنند.

سیستم‌های ترکیبی

ترکیب فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی و شیمیایی، مانند ادغام تالاب های ساخته شده با سیستم های مکانیکی سنتی، می تواند کارایی و پایداری تصفیه را افزایش دهد. این سیستم‌های ترکیبی می‌توانند مزایای اضافه‌تری مانند ایجاد زیستگاه و بهبودهای زیبایی‌شناختی ارائه دهند.

مزایای فناوری نانوحباب

نانوحباب ها چندین مزیت قابل توجه را ارائه می دهند که کاربرد آنها را در کاربردهای مختلف افزایش می دهد:

طول عمر

برخلاف حباب‌های میکرو، نانوحباب‌ها به‌سرعت به سطح نمی‌آیند و به آن‌ها اجازه می‌دهد در محلول باقی بمانند و اثرات خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ کنند.

افزایش سطح

نسبت سطح به حجم بالای نانوحباب‌ها، انتقال جرم را افزایش می‌دهد و فرآیندهایی مانند انحلال گاز و واکنش‌های شیمیایی را کارآمدتر می‌کند.

خواص واکنشی

نانوحباب‌ها می‌توانند در هنگام فروپاشی، گونه‌های اکسیژن فعال تولید کنند که در تجزیه آلاینده‌های آلی و استریل کردن سطوح مؤثر هستند.

مزایای الکترواستاتیک

سطوح باردار نانوحباب ها می توانند آلاینده های باردار را جذب و خنثی کنند و به حذف آنها از محلول ها کمک کنند.

تولد یک شرکت دانش‌بنیان از دل دانشگاه

مهدی اعتمادی، فارغ‌التحصیل رشته نانومهندسی شیمی، فعالیت خود را از سال ۱۳۹۵ در قالب تیمی دانشجویی و با شرکت در جشنواره‌های تخصصی فناوری نانو آغاز کرد. او در مسابقات دانشجویی و طرح‌های فناورانه ستاد توسعه فناوری نانو، با معرفی محصولات نوآورانه، موفق به دریافت حمایت‌های مالی و تخصصی شد.

این تیم پس از چند سال تحقیق و توسعه، با تبدیل شدن به یک استارتاپ، توانست به بازار ورود کند و در نهایت در سال ۱۳۹۹ به تأسیس شرکت دانش‌بنیان بستا نانو فناوران فیدار دست یافت. اکنون این شرکت با گردش مالی سالانه بیش از ۵۰ میلیارد تومان، در حوزه طراحی و بهره‌برداری از سامانه‌های تصفیه پساب صنعتی و هوای آلوده فعالیت می‌کند.

ویژگی‌های سامانه تصفیه پساب

سامانه‌های طراحی‌شده توسط این شرکت، به‌صورت اختصاصی برای صنایع مختلف مانند پروتئینی، نفتی، و پالایشگاهی تولید می‌شوند. این سامانه‌ها از چند بخش اصلی تشکیل شده‌اند:

۱. متعادل‌سازی و آشغال‌گیر مکانیکی

مجهز به الکترود‌های نانویی خودتمیزشونده برای افزایش طول عمر تجهیزات و جلوگیری از خوردگی.

۲. چربی‌گیر و مخازن نگهداری

کاهش COD (اکسیژن‌خواهی شیمیایی) با کمک غشا‌های نانویی و نانوحباب‌ها.

۳. فرآیند ازن‌زنی

حذف آلودگی‌های میکروبی و عفونی با فناوری نانوحباب و گاز ازن.

این سامانه‌ها قابلیت تصفیه بیش از ۳۰۰ هزار لیتر (۳۰۰ مترمکعب) پساب در روز را دارند و خروجی آنها مطابق با استاندارد‌های زیست‌محیطی کشور است.

افتتاح پروژه جاجرود

یکی از پروژه‌های کلیدی این شرکت، طراحی و ساخت سامانه تصفیه پساب برای کارخانه آوا پروتئین در جاجرود است. این کارخانه، تولیدکننده سوسیس، کالباس، ناگت و گوشت مرغ، با حجم بالای پساب صنعتی مواجه بوده که مشکلات زیست‌محیطی جدی ایجاد می‌کرد. سامانه تصفیه نصب‌شده، با سرمایه‌گذاری ۷۰ میلیارد ریالی و در مدت زمان کوتاهی تکمیل و با حضور دبیر ستاد توسعه فناوری نانو افتتاح گردید.

اعتمادی به خبرنگار علمی برنا گفت: در این سامانه از اپوکسی‌های نانویی برای طراحی مخازنی استفاده شده که طول عمر بالایی دارد. از فناوری نانو ازن نیز در این دستگاه استفاده شده تا آلودگی میکروبی به حداقل برسد.

پساب خروجی این شرکت پروتئینی روزانه ۴۰۰ هزار لیتر است که حالا با احداث تصفیه خانه نانویی، این شرکت دیگر آلاینده محیط زیست نیست. پساب تصفیه شده با این دستگاه به آبی تبدیل شده که دوباره قابل استفاده در خط تولید این شرکت است.

مزایای فناوری نانو در تصفیه پساب

به گفته اعتمادی استفاده از فناوری نانو در این سامانه‌ها چندین مزیت کلیدی دارد:

کاهش هزینه‌ها

فناوری نانو، هزینه‌های نگهداری و تعمیرات را کاهش می‌دهد.

افزایش کارایی

با کاهش COD و افزایش میزان اکسیژن محلول، عملکرد دستگاه‌ها بهبود می‌یابد.

حذف آلودگی‌های میکروبی

فناوری ازن‌زنی و نانوحباب‌ها تضمین‌کننده کیفیت بالای پساب خروجی هستند.

اشتغال‌زایی و توسعه فناوری

این شرکت با تمرکز بر استفاده از نیروی متخصص داخلی، توانسته است در پروژه‌های تصفیه پساب و هوا بیش از ۴۰ نفر را به‌صورت مستقیم و ده‌ها نفر دیگر را به‌صورت غیرمستقیم مشغول به کار کند.

چالش‌ها و پیشنهادها

مهدی اعتمادی، در گفت‌وگو صمیمانه با خبرنگار برنا، از چالش‌های موجود در مسیر فعالیت‌های زیست‌محیطی گفت: یکی از مشکلات اصلی، نبود حمایت‌های مالی کافی برای صنایع کوچک و متوسط است. پیشنهاد می‌کنم بخشی از درآمد حاصل از جریمه‌های محیط‌زیستی به‌صورت وام یا تسهیلات در اختیار این صنایع قرار گیرد.

اعتمادی تأکید کرد: هدف اصلی شرکت، گسترش استفاده از فناوری‌های نانو در صنایع مختلف برای کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی و حل بحران‌های آب و هوا است. او همچنین از برنامه‌های توسعه‌ای شرکت برای ورود به بازارهای بین‌المللی خبر داد.

این شرکت دانش‌بنیان ایرانی ، نمونه‌ای موفق از پیوند فناوری‌های پیشرفته نانو و صنعت است که با تولید سامانه‌های کارآمد تصفیه پساب، نقشی اساسی در بهبود وضعیت زیست‌محیطی کشور ایفا می‌کند. این پروژه‌ها علاوه بر کاهش هزینه‌ها و چالش‌های زیست‌محیطی صنایع، فرصت‌های اشتغال‌زایی و توسعه فناوری را نیز فراهم کرده‌اند.

گزارش از: زهرا وجدانی

انتهای پیام/