تحولی در تصفیه فاضلاب با الهام از دیالیز پزشکی

پژوهشگران دانشگاه رایس با همکاری دانشگاه فناوری گوانگ‌دونگ، روشی نوآورانه برای تصفیه فاضلاب‌های صنعتی حاوی مقادیر بالای نمک و مواد آلی ارائه کرده‌اند.

به گزارش ساینس دیلی، این روش با الهام از فناوری دیالیز که در پزشکی برای تصفیه خون بیماران استفاده می‌شود، توانسته با حداقل رقیق‌سازی، نمک‌ها و مواد آلی را از یکدیگر جدا کند.

کاربرد دیالیز پزشکی در تصفیه فاضلاب

در دیالیز پزشکی، دستگاهی به نام دیالیزر، ضایعات و مایعات اضافی را از خون بیماران کلیوی تصفیه می‌کند. خون از بدن خارج شده، در دستگاه تصفیه و سپس به بدن بازمی‌گردد. پژوهشگران با تطبیق این فناوری، توانستند در مطالعه‌ای که در مجله Nature Water منتشر شده، فرآیندی مؤثر برای جداسازی نمک‌ها از ترکیبات آلی در فاضلاب ارائه دهند. این روش مزایایی همچون کاهش اثرات زیست‌محیطی، کاهش هزینه‌ها و امکان بازیافت منابع ارزشمند را دارد.

چالش‌های روش‌های سنتی تصفیه فاضلاب

فاضلاب‌های صنعتی با شوری و مواد آلی بالا که در صنایعی مانند پتروشیمی، داروسازی و نساجی تولید می‌شوند، چالش‌های زیادی برای روش‌های موجود ایجاد می‌کنند. روش‌های بیولوژیکی و اکسیداسیون پیشرفته به دلیل سطح شوری بالا کارایی کمتری دارند. همچنین روش‌های حرارتی با مصرف بالای انرژی و مشکلاتی، چون خوردگی و گرفتگی، هزینه‌های عملیاتی را افزایش می‌دهند. از سوی دیگر، فرآیند‌های غشایی فشاری مانند اولترافیلتراسیون با مشکل رسوب‌گذاری شدید مواجه هستند و نیاز به رقیق‌سازی مکرر دارند که مصرف آب و پیچیدگی عملیات را بیشتر می‌کند.

مزایای روش دیالیز در تصفیه فاضلاب

پژوهشگران با استفاده از غشا‌های اولترافیلتراسیون تجاری و ایجاد جریان دوجانبه در سیستم دیالیز، عملکرد این روش را برای جداسازی نمک‌ها و ترکیبات آلی بررسی کردند. در این روش، فاضلاب شور از یک سمت غشا و آب تازه از سمت دیگر بدون اعمال فشار هیدرولیکی عبور داده می‌شود. نتایج نشان داد نمک‌ها از غشا عبور کرده و وارد جریان دیالیز می‌شوند، در حالی که مواد آلی بیشتر در محلول اصلی باقی می‌مانند.

یکی از مزایای بزرگ این روش، مقاومت آن در برابر رسوب‌گذاری است. برخلاف سیستم‌های فشاری، دیالیز با حذف فشار هیدرولیکی، تجمع مواد آلی بر روی غشا را به حداقل می‌رساند و این امر منجر به کاهش مصرف انرژی، نیاز کمتر به نگهداری و افزایش عمر غشا می‌شود.

این روش همچنین امکان بازیافت منابعی مانند نمک‌ها و مواد شیمیایی را فراهم می‌کند و به سمت اقتصادی چرخه‌ای گام برمی‌دارد. علاوه بر این، کاهش شوری فاضلاب، کارایی سایر روش‌های تصفیه مانند فرآیند‌های بیولوژیکی یا سیستم‌های تخلیه بدون مایع را افزایش می‌دهد.

به گفته پژوهشگران، این فناوری می‌تواند رویکردی پایدار برای مدیریت فاضلاب‌های پیچیده صنعتی ارائه دهد و با کاهش مصرف آب، هزینه‌های انرژی و رسوب‌گذاری، انقلابی در تصفیه این نوع فاضلاب‌ها ایجاد کند.

انتهای پیام/