توسط پژوهشگران دانشگاه امیركبیر انجام شد؛
حذف آلاینده های روغنی و نفتی از آب با استفاده از نانوغشاها
به گزارش آجاک، گروهی از محققان دانشگاه امیرکبیر روشی برای حذف آلاینده های روغنی و نفتی از پساب عرضه کردند که این شیوه علاوه بر تأمین آب آشامیدنی می تواند به کاهش آلایندگی محیط زیست کمک نماید.
به گزارش آجاک به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، محمدرضا شکیبا از دانش آموختگان دکترای این دانشگاه و مجری طرح، کمبود آب را یکی از بحران های بزرگی جهان دانست بگونه ای که تخمین زده می شود ۸ میلیارد نفر تا سال ۲۰۵۰ از کمبود آب رنج خواهند برد.
وی با بیان اینکه خیلی از منابع آب شرب هر روز در کشورهای درحال توسعه و پرجمعیت با آلاینده های مضر آلوده می شوند، اضافه کرد: یکی از حیاتی ترین مسائل زیست محیطی جهانی، آلودگی نفتی ناشی از صنایع پتروشیمی، چرم، نساجی، و صنایع غذایی، پرداخت فولاد و فلزات و همینطور نشت بی شمار نفت در حین اکتشاف یا حمل و نقل نفت در زیر دریا است. این آلودگی علاوه بر تاثیر مرگبار بر اکوسیستم و سلامت مردم، منجر به خسارات اقتصادی قابل توجه و افزایش تقاضای انرژی شده است.
شکیبا ترکیبات آلی موجود در فاضلاب نفتی بر مبنای ساختار شیمیایی به چهار دسته «آلیفاتیک»، «آروماتیک»، «آسفالتین» و ترکیبات حاوی عناصر نیتروژن، گوگرد و اکسیژن تقسیم بندی کرد و افزود: اغلب هیدروکربن های نفتی (PHC) در پساب های نفتی، تا ۷۵درصد دارای هیدروکربن های آلیفاتیک و آروماتیک هستند و هنگامی که فاضلاب نفتی با سطوح قابل توجهی از مواد آلی در آب تخلیه شود، سبب می شود میکروارگانیسم ها مقدار زیادی اکسیژن مصرف کنند که در نهایت منجر به مرگ آنها می شود.
این محقق افزود: بنابراین، تقاضای زیادی برای مواد و روش های کاربردی جدید کارآمد و کم هزینه برای جمع آوری و حذف مقادیر قابل توجهی از مولکول های آلی از فاضلاب، بخصوص در حضور سورفکتانت ها وجود دارد. روش های مختلفی برای تصفیه پساب های نفتی وجود دارد که همچون آن میتوان به روش های جداسازی ثقلی، جداسازی ادغام، شناورسازی هوای محلول، تصفیه بیولوژیکی، تصفیه شیمیایی، فرایند غشایی و انعقاد الکتریکی اشاره نمود.
این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر تصریح کرد: جداسازی با استفاده از مواد با تمایل انتخابی نفت یا آب یک زمینه تحقیقاتی نسبتاً جدید و جذاب در تصفیه فاضلاب نفتی است و فرآیندهای غشایی کارآمدترین روش جهت استفاده از مواد با ترشوندگی انتخابی در تصفیه فاضلاب روغنی به علت اثربخشی جداسازی استثنایی و روش عملیاتی نسبتاً ساده است.
وی فرآیندهای غشایی را به علت راندمان بالا، بهره برداری آسان، هزینه کم و افزایش مقیاس آسان برای تصفیه فاضلاب های نفتی را را روشی محبوب در بین سایر روش ها دانست و خاطرنشان کرد: نوع جدیدی از غشاء به نام غشاهای نانوالیافی الکتروریسی شده برای تصفیه آب های آلوده با موفقیت توسعه یافته است؛ چون که این غشاها از خصوصیت های فیزیکی و شیمیایی استثنایی برخوردار می باشند.
استفاده از غشای الکتروریسی برای حذف انتخابی آلاینده های خاص
شکیبا افزود: علاوه بر این، خواص غشای الکتروریسی شده را میتوان برای حذف انتخابی آلاینده های خاص از آب تنظیم و آنها را به یک چاره همه کاره برای تصفیه آب تبدیل کرد. این غشاها نسبت سطح به حجم و تخلخل بالایی دارند که آنها را برای تصفیه آب آلوده به روش های مختلف همچون فیلتراسیون، جذب و واکنش های شیمیایی کاربردی می کند.
به گفته وی؛ «الکتروریسی» مؤثرترین روش برای تولید نانوالیاف از طیف وسیعی از پلیمرها با مورفولوژی قابل کنترل است و در بین پلیمرهای معمولی، پلی اکریلونیتریل (PAN) به علت پایداری حرارتی، خواص مکانیکی عالی، پایداری شیمیایی، گروههای عاملی قابل تغییر و الکتروریسی آسان با هزینه مناسب، رایج ترین نوع برای تولید غشاهای نانوالیافی الکتروریسی شده برای تصفیه آب است.
وی در مورد فرایند اجرای این طرح توضیح داد: در بین روش های مختلف تصفیه آب، فناوری فیلتراسیون غشایی به علت خصوصیت های مختلف آن همچون مصرف انرژی کم، سهولت کار، احتیاج به فضای کم، راندمان حذف بالا و هزینه های عملیاتی کمتر، به تدریج توجه بیشتری را به خود جلب کرده است. فیلتراسیون غشایی بر مبنای اندازه منافذ غشا و اندازه ذرات، آلاینده ها را از آب جدا می کند. آلاینده از یک طرف غشا و محلول خالص شده از سوی دیگر آن خارج می شود. در مکانیسم فیلتراسیون، غشاها بعنوان مانعی بین دو فاز در فرایند فیلتر کردن عمل می کنند و به مواد شیمیایی اجازه می دهند به صورت انتخابی از یک طرف به طرف دیگر منتقل شوند.
این محقق اظهار نمود: در طول فیلتراسیون، شار آب و سرعت دفع آلاینده تا حد زیادی تحت تاثیر ترشوندگی سطح غشا قرار می گیرد که شامل سطوح آبگریز، آب دوست و هوشمند با ترشوندگی متغیر است و غشاهای الکتروریسی شده با خواص انتخابی فوق آبدوست یا آب گریز می توانند با تغییر ساختار هندسی و شیمیایی سطح غشا تولید شوند. این امر نانوالیاف الکتروریسی شده را به غشایی مناسب برای جداسازی آلاینده های آلی از آب تبدیل نموده است. غشاهای الکتروریسی شده بعنوان فیلترهای فیزیکی برای حذف ذرات از آب عمل می کنند که در آن اندازه کوچک الیاف در غشاهای الکتروریسی شده می تواند ذرات را به دام انداخته و از عبور آنها جلوگیری نماید.
وی با اشاره به اینکه پلی آنیلین (PANI)، بعنوان یک پلیمر کم هزینه، رسانا، در دسترس، آسان برای سنتز با گروههای عاملی مختلف، می تواند کاندید مناسبی برای تهیه غشاهای کامپوزیتی برای حذف آلاینده های آب باشد، اظهار داشت: در این پژوهش با پوشش دهی نانوالیاف PAN با PANI با پلیمریزاسیون درجا آنیلین تحت امواج اولتراسونیک غشایی با کارآمدی بالا در جداسازی موثر امولسیون آب/نفت تهیه شد.
شکیبا افزود: بر مبنای مطالعات صورت گرفته نانوالیاف و ذرات کروی، PANI قابلیت ایجاد خاصیت فوق چربی گریزی زیر آب و فوق آبگریزی در زیر روغن را دارد که برای جداسازی هوشمند امولسیون های روغن در آب و آب در روغن مناسب می باشد و نتایج نشان داد PANI دارای ساختاری سخت و خواص مشابه مواد معدنی است بنابراین هنگام پوشش دهی در ابعاد نانو سطحی زبر بوجود می آورد.
این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر ضمن اشاره به کاربردهای نتایج این پژوهش اضافه کرد: صنایعی چون پتروشیمی، آب و فاضلاب، صنایع غذایی، دارویی، نفت و گاز، خودرو سازی و الکترونیکی می توانند از مزایای این موفقیت بهره مند شوند.
طرح «ساخت غشای کامپوزیتی نانولیفی پلیاکریلونیتریل اصلاح شده جهت تصفیه پساب های نفتی» با راهنمایی دکتر مجید عبدوس و دکتر سعیده مزینانی از اعضا هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرا شد و نتایج حاصل از این طرح در چارچوب مقاله ای در مجله معتبر Separation and Purification Technology انتشار یافته است.
منبع: آجاك
این مطلب آجاک را پسندیدید؟
(0)
(0)
تازه ترینهای مرتبط
نظرات بینندگان در این باره