آب آشامیدنی با جاذب‌های نانویی آرسنیک‌زدایی شد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، از آنجا که آب‌های زیرزمینی اصلی‌ترین منبع تأمین آب آشامیدنی محسوب می‌شوند، آلودگی این آب‌ها به آرسنیک، اخیراً مورد توجه خاص قرار گرفته است. در حال حاضر آلودگی آب‌های آشامیدنی به آرسنیک در بسیاری از شهر‌ها و روستا‌های کشور مشکلی جدی است.

از سوی دیگر با توجه به مشکل کم‌آبی که مسئله مهم ایران و بسیاری کشور‌ها محسوب می‌شود حفظ منابع موجود و تصفیه آلودگی‌ها از جمله آرسنیک حائز اهمیت است؛ بنابراین ایجاد امکانات مناسب برای تولید سیستم‌های مقرون‌به‌صرفه در داخل کشور می‌تواند کمک مهمی در حفظ منابع آبی کشور محسوب شود.

تاکنون تلاش‌های فراوانی توسط دانشمندان در نقاط مختلف دنیا برای حذف آرسنیک از آب شرب با استفاده از روش‌های مختلف و نوین به عمل آمده است، اما غالب روش‌های پیشنهادی هزینه‌بر بوده و قابل‌استفاده در تأسیسات کوچک است.

 

شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر موفق به ارائه روش نوینی برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی شده که در مقیاس‌های مختلف به بهره‌برداری رسیده است. در این سیستم از جاذب‌های گرانولی هیدروکسید اکسید آهن استفاده می‌شود.

در حال حاضر دانش تولید این محصول تنها در اختیار تعداد معدودی از کشور‌های توسعه‌یافته است و شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر برای اولین بار در ایران نه تنها موفق به تولید این محصول شده بلکه با تولید این مواد در سایز نانومتری باعث افزایش کارایی در مقایسه با محصول خارجی شده است.

جاذب‌های مورداستفاده در این روش از نوع اکسی‌هیدروکسید آهن با ساختار نانومتری هستند و به‌دلیل شکل ظاهری و نسبت سطح به حجم بالا از بازدهی جذب مطلوب برخوردار هستند.

در حین سنتز اکسی‌هیدروکسید آهن پارامتر‌های فرایندی تولید ذرات نانومتری به‌صورت دقیق کنترل شده است. در طی فرایند تولید محصول نهایی این ذرات نانومتری به‌صورت گرانول تولید می‌شوند تا هیچ‌گونه رهایش در حین تصفیه آب آشامیدنی نداشته باشند. به‌طورکلی در این پروژه یک فرمولاسیون و روش خاص برای ساخت گرانول پایدار، با کمک مواد اولیه غیرپیچیده و قابل تولید در کشور، ابداع شده است.

محصول تولید شده توانایی جذب آرسنیک محلول در آب با هردو نوع As (III) و As (V) را دارا است. بررسی‌های دقیق انجام شده میزان جذب ۱۵ میلی‌گرم آرسنیک به ازای ۱ گرم گرانول جاذب را نشان داده است.

جاذب‌های آرسنیک با سایز نانومتری تأثیر به‌سزایی در بهبود عملکرد جذب این محصول در مقایسه با محصول غیرنانویی داشته است.

شایان ذکر است که فناوری‌های مختلف و مؤثری برای کاهش غلظت آرسنیک در محلول‌های آبی مانند انعقاد و زلال‌سازی، اسمز معکوس، تعویض یون، صافی‌های غشایی و فرایند جذب وجود دارد. فناوری انعقاد و زلال‌سازی عمدتاً هزینه‌بر و مناسب تأسیسات کوچک است و اثر کمی بر روی As (III) در مقایسه با As (V) دارد. فرایند اسمز معکوس نیازمند استفاده از غشا است که دارای هزینه‌های بالای نگهداری و تعویض است. فرایند اسمز معکوس فرایندی هزینه‌بر است. علاوه بر این در این فرایند، As (V) بیشتر از As (III) حذف می‌شود؛ بنابراین به‌منظور بهبود جداسازی آرسنیک نیازمند اکسید نمودن As (III) به As (V) است.

روش جذبی نیز برای حذف آرسنیک در صنعت مورداستفاده قرار می‌گیرد. برای این منظور از مواد جاذب آرسنیک استفاده می‌شود. هریک از این مواد مزایا و معایب مربوط به خود را دارد. برای مثال آلومینای فعال فقط توانایی حذف آرسنیک ۵ را دارد.

شرکت پیام‌آوران نانوفن‌آوری فردانگر (PNF) در سال ۱۳۸۶ با هدف ایجاد و توسعه فناوری نانو تأسیس شد. شرکت PNF در زمینه فرایند‌های فناوری نانو و اصلاح محصولات نانو، طرح‌های گوناگونی را دنبال نموده است. در این راه، ساخت دستگاه‌های تولید نانوپودر و همچنین ارائه روشی نوین در تولید نانوکلوئید‌های فلزی با استفاده از روش انفجار الکتریکی سیم انجام گرفته است. با استفاده از این فعالیت‌ها محصولات با کیفیت نانو در حال ساخت است. با استفاده از دستگاه‌های مذکور طیف وسیعی از نانوپودر‌های فلزی و اکسید فلزی و همچنین نانوکلوئید‌های فلزی به بازار قابل‌عرضه است.

شرکت PNF تکنولوژی نانوکویتاسیون را با ساخت دستگاه‌هایی در تولید نانوامولسیون‌ها و هموژانیزاسیون برای اولین بار در کشور بومی کرده است. در این دستگاه‌ها راکتوری ویژه طراحی شده است که قابلیت دستیابی به چگالی بالاتر انرژی در مقایسه با روش‌های موجود را امکان‌پذیر می‌کند. این برتری ویژه موردتوجه صنایع مختلف از جمله تصفیه آب و پساب، صنایع غذایی و پاستوریزاسیون سرد، صنایع دارویی و تولید انواع نانوداروها، صنایع رنگ و پلیمر و صنعت نفت و پتروشیمی قرار گرفته است.

همچنین شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر با توجه به نیاز کشور در زمینه تصفیه آب‌های آشامیدنی، آب موردنیاز کشاورزی و … موفق به ارائه سیستم‌های تصفیه آب‌های آلوده با هدف حذف فلزات سنگین مانند آرسنیک و نمک‌زدایی با کمک تکنولوژی‌هایی، چون الکترودیالیز انتخابی و CaviZone در ظرفیت‌های مختلف صنعتی شده است.

با آغاز تولید صنعتی جاذب گرانولی هیدروکسید اکسید آهن در شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر شش نفر پرسنل جدید دعوت به کار شده و در مجموع نزدیک به ده نفر از پرسنل این شرکت در پروژه تولید این محصول فعالیت دارند.

در حال حاضر با توجه به پروژه‌های در دست و پروژه‌های جاری سالانه حدود ۳۰ تن جاذب موردنیاز است که با توجه به امکان توسعه و افزایش فروش واحد‌های صنعتی حذف آرسنیک این مقدار قابل‌افزایش خواهد بود.

شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر به‌طور میانگین توانایی تولید ۲ تن گرانول جاذب آرسنیک را در ماه داراست و امکان افزایش آن با افزایش تعداد شیفت وجود دارد. همین همچنین در صورت افزایش فروش امکان گسترش خط تولید وجود خواهد داشت که در کمتر از ۳ ماه قابل‌راه‌اندازی است.

وزارت نیرو، شرکت‌های آب و فاضلاب استان‌های مختلف به‌ویژه استان‌های حاشیه رشته‌کوه زاگرس از محصول تولیدی شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر برای تصفیه آرسنیک آب استفاده می‌کنند. در حال حاضر استان‌های کرمان، آذربایجان غربی و شرقی، اردبیل و قزوین نیز به‌ طورجدی با مشکل آلودگی آرسنیک آب‌های آشامیدنی مواجه هستند.

به گفته مسئولان این شرکت در صورت افزایش تقاضا مشکل فنی در توسعه تولید این محصول وجود ندارد چرا که در طول چند سال گذشته و به‌خصوص یک سال اخیر با تلاش واحد‌های مختلف شرکت PNF، واحد طرح و توسعه، واحد طراحی، مهندسی و تولید تلاش بسیار متمرکزی برای پیشبرد این دانش و صنعتی‌سازی تولید آن صورت گرفته است.

همچنین به گفته مسئولان شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر مشکل سرمایه‌گذاری که برای رفع آن تلاش‌هایی صورت گرفته و کمبود فضای فیزیکی لازم برای تولید و افزایش ظرفیت آن، از موانع جدی پیش روی این شرکت در تولید صنعتی جاذب گرانولی هیدروکسید اکسید آهن است.

شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر تاکنون موفق به دریافت گواهینامه نانومقیاس برای محصول مذکور شده است. پتنت دانش به ثبت داخلی رسیده است و در حال تلاش برای انجام ثبت اختراع در USpatent است. همچنین برند ویژه این محصول در حال ثبت است.

با توجه به اینکه استاندارد ملی برای این محصول وجود ندارد، شرکت پیام‌آوران نانوفناوری فردانگر به دنبال اخذ استاندارد خوداظهاری کارخانه‌ای است.