پرونده ویژه | نانو با برند ایران

درخشش شرکت‌های نانویی در حوزه تصفیه آب و پساب / محدودیت‌هایی که با محصولات نانو بی‌معنا می‌شوند

فناوری نانو ابزاری برای بهتر شدن زندگی انسان است و جوانان ایرانی با بهره‌گیری از این فناوری، تحول شگفتی را در حوزه آب ایجاد کرده‌اند.

کد خبر: ۸۰۸۵۳۱

يکشنبه - ۱۰ آذر ۱۳۹۸ / December 01, 2019

گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، محسن عبدالعلی پور – منابع طبیعی محدود هستند و برداشت بی‌رویه از آن‌ها مشکلات اساسی را برای زندگی انسان ایجاد خواهد کرد، اما بهره‌گیری از محصولات نانویی به شکل‌های مختلف می‌تواند موجب مصرف کمتر شود، مثلا یک دستگاه تصفیه آب با تولید درصد کمتری پساب، مصرف کمتر از منابع آب را موجب می‌شود یا شیشه ذخیره کننده انرژی که مانند یک عایق مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. حال شاید این سوال به ذهن برسد که چگونه و از کجا می‌توان چنین محصولات نانویی را تهیه کرد و آیا اصلا چنین محصولاتی در ایران وجود دارند یا خیر؟

بنابراین با توجه به آنکه محصولات نانویی ایران جز در موارد اندک، برای مردم شناخته شده نیستند و خانواده‌ها از کارآیی چنین محصولاتی بی‌خبرند، قصد داریم در پرونده ویژه «نانو با برند ایران» اکثر محصولات شرکت‌های نانویی کشور را به تفکیک حوزه‌های کاربردی معرفی کنیم. پرونده چهارم، معرفی محصولات نانویی شرکت‌های ایرانی در حوزه آب!

دستگاه آرسنیک زدایی با جاذب
وجود آرسنیک در آب برای سلامتی انسان مضر است، از این رو یک شرکت نانویی متشکل از متخصصان داخلی به نام «پیام آوران نانوفناوری فردانگر» نسبت به طراحی و تولید دستگاه «آرسنیک‌زدایی با جاذب» اقدام کرده است که این فلز سنگین را از آب آشامیدنی حذف می‌کند و با کاهش این آلودگی مضر در آب آشامیدنی، سلامتی بیشتر انسان را موجب می‌شود.

بیشتر بخوانید: تحول در حوزه کشاورزی و بسته‌بندی با فناوری نانو / از نایلون‌های زیست‌تخریب‌پذیر محکم تا مرگ موش‌های منحصربه‌فرد

حذف آرسنیک از آب در این دستگاه به وسیله یک جاذب انجام می‌شود. جاذب بستری کپسول مانند، شامل خلل و فرج‌هایی است که آرسنیک را به خود جذب می‌کند. میزان فلز سنگینی که جاذب می‌تواند به خود جذب کند، محدود است بنابراین هر چه جذب به طور انتخابی‌تر انجام شود جاذب دیرتر اشباع می‌شود و بیشتر می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد. در این دستگاه، جاذب، آرسنیک را براساس یک واکنش شیمیایی و به طور انتخابی جذب می‌کند بنابراین ضمن حذف درصد بسیار بالایی از آرسنیک موجود در آب جاذب حداقل به مدت یک سال قابل استفاده خواهد بود. جاذب اشباع شده می‌تواند بدون ایجاد آلودگی زیست محیطی به دور انداخته شود.

سامانه فوق‌الذکر از طرف دیگر برای تصفیه آب نیازی به مصرف انرژی ندارد؛ لذا مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. با توجه به آنکه این دستگاه در بیش از ۳۰ روستای کرمان و آذربایجان غربی نصب شده است، قابلیت نصب در بیش از هزار روستا را نیز دارد.

نانو کاویتاسیون آرسنیک زدایی
شرکت نانویی «پیام آوران نانوفناوری فردانگر» تنها به طراحی یک دستگاه اکتفا نکرده و برای حذف آرسنیک از آب دستگاه دیگری به نام «نانو کاویتاسیون آرسنیک زدایی» را تولید کرده است که هم‌اکنون در آبفای اردبیل استفاده می‌شود. این سامانه میزان آرسنیک آب را به میزان استاندارد کمتر از ۱۰ میلی‌گرم در لیتر می‌رساند.

درحقیقت چنین دستگاهی برای حذف آرسنیک از آب در حجم بالا به کار می‌رود، در این روش از نانو کاویتاسیون و آلومینای اکتیو برای حذف آرسنیک استفاده می‌شود. روش نوینی که برای جذب آرسنیک در این دستگاه به کار رفته، مصرف کمتر ماده اکسنده و منابع آبی، با توجه به عدم تولید پساب را موجب می‌شود. علاوه بر این عدم استفاده از ماده اکسنده شیمیایی، موجب طول عمر جاذب‌ها و در نتیجه کاهش هزینه عملیاتی در این فرآیند خواهد شد.

«سیستم الکترودیالیز انتخابی نیترات زدایی» طراحی دیگر از شرکت نانویی پیام آوران نانوفناوری فردانگر است که توسط آن برای حذف نیترات، آب از غشاء عبور داده می‌شود. در روش‌های مشابهی که در آن‌ها از غشاء برای تصفیه آب استفاده می‌شود بیشتر ترکیبات موجود در آب که بخشی از آن‌ها هم املاح مفید هستند، پشت غشاء می‌مانند و از آب آشامیدنی حذف می‌شوند، اما در این دستگاه از روش الکترودیالیز برای حذف نیترات استفاده می‌شود که، چون نیترات را به طور انتخابی از آب حذف می‌کند، املاح مفید در آب باقی می‌مانند ضمن اینکه با توجه به عدم نیاز به فشار برای عبور آب از غشا‌ها طول عمر غشا‌ها بیشتر و هزینه جاری تصفیه آب کمتر خواهد بود.

بیشتر بخوانید: مصرف سوخت خودروی خود را به راحتی کاهش دهید / جبران گرانی بنزین با خدمات نانویی

عدم نیاز به فشار عملیاتی بالا در فرآیند تصفیه آب با این سیستم، مصرف انرژی کاهش می‌یابد، ضمن اینکه تولید درصد پساب کمتر موجب مصرف کمتر منابع آب نیز می‌شود از طرف دیگر تولید کمتر پساب موجب آلودگی کمتر زیست محیطی خواهد شد. لازم به ذکر است که این سامانه هم اکنون در آبفای تهران نصب و آب خروجی آن توسط واحد کنترل کیفی آبفا تاییده شده است.

تصفیه آب کاویتاسیون پلاسمایی (حذف فلزات سنگین)
کار، اما تنها به یک شرکت نانویی ختم نمی‌شود و شرکت‌های دیگری همچون «پالایش پلاسما صنعت» سامانه تصفیه آب پلاسمایی طراحی کرده است که از راه کنترل پلاسمایی و ایجاد مواد ضدعفونی کننده و لخته‌ساز از خود آب، فلزات سنگین آب را حذف کرده و این آلودگی مضر در آب آشامیدنی را کاهش می‌دهد.

حذف چند نوع فلز سنگین از آب در این سامانه بدون نیاز به جاذب و فرآیند فیلتراسیون انجام می‌گیرد و با ایجاد کاویتاسیون پلاسمایی، رادیکال‌های آزاد و الکترون‌هایی در آب ایجاد می‌شوند که موجب واکنش و پیوند خوردن فلزات سنگین موجود در آب و حذف آن‌ها از آب آشامیدنی در زمانی کوتاه به صورت نوعی لجن می‌شود. ضمن اینکه تصفیه آب با این روش حذف درصد بالایی از میکروارگانسیم‌های موجود در آب و بوی بد ناشی از پشت سد ماندن آب و وجود آبزیان در آب را نیز به دنبال دارد بنابراین اثربخشی این روش تصفیه آب از روش‌های سنتی مورد استفاده بیشتر است، همچنین عدم استفاده از مواد شیمیایی و فیلتر، هزینه‌های جاری تصفیه آب را کاهش می‌دهد.

تصفیه آب با این روش پساب تولید نمی‌کند و آنچه از حذف فلزات سنگین ایجاد می‌شود، نوعی لجن فشرده و کم حجم است که مدیریت دفع آن راحت‌تر بوده و از این رو به کاهش آلودگی‌های زیست محیطی کمک می‌کند. این سامانه در آبفای آذربایجان شرقی اجرا شده است.

بیشتر بخوانید: رنگ و لعاب نانویی بر منسوجات ایرانی / ایمنی خود را در برابر امواج بالا ببرید

دستگاه نمک زدایی (آب شیرین کن)
شوری آب آشامیدنی یکی از مشکلات رایج در مناطقی از کشور است و روش‌های مختلفی برای نمک زدایی از آب وجود دارد، اما یکی از بهترین و جذاب‌ترین روش‌های ممکن بهره‌گیری از دستگاه نمک زدایی است که از سوی محققان کشور طراحی و ارائه می‌شود. در این سامانه آب شور با استفاده از روش الکترودیالیز انتخابی نمک زدایی می‌شود. استفاده از الکترودیالیز انتخابی به دلایل مختلفی همچون افزایش درصد بازیابی آب شیرین تا ۸۰ درصد، مقاومت بیشتر غشا‌ها در برابر آلودگی به باکتری‌ها و جلوگیری از بدبو و بدمزه شدن آب خروجی و ... موجب اثربخشی بیشتر نمک زدایی خواهد شد.

پیوسته بودن فرآیند نمک زدایی در این روش مصرف کمتر انرژی را در پی دارد. در این روش برای تغلیظ اولیه نمک جداسازی شده نیازی به مصرف مواد شیمیایی نیست. طول عمر غشا‌ها در این روش از روش‌های مشابه بیشتر و در پی آن مصرف غشا کمتر است، این سامانه که هم‌اکنون در روستای شهیدبهشتی شهرستان شوش نصب شده است، پساب کمتری تولید می‌کند.

دستگاه تصفیه پساب خاکستری
شرکت نانویی «دانش پژوهان صنعت نانو» در اقدامی نوین دستگاهی برای تصفیه پساب‌های تولید شده در محیط‌هایی مانند کارواش‌ها، دستشویی و ظرفشویی (پساب خاکستری) تولید کرده است که این پساب‌ها را به آب قابل استفاده برای شست‌وشو تبدیل می‌کند و درواقع موجب بازگرداندن بخش قابل توجهی از آب مصرفی به چرخه مصرف و کاهش استفاده از منابع آبی می‌شود.

در این دستگاه که در «کوشش رادیاتور» و یک کارواش استفاده شده است، برای تصفیه پساب خاکستری، از فیلتر‌های سرامیکی استفاده می‌شود در صورتی که در دستگاه‌های مشابه استفاده از فیلتر‌های پلیمری رواج دارد. فیلتر سرامیکی نسبت به دما، تغییرات ph و حلال‌های آلی مقاومت بیشتری دارد و بنابراین طول عمر آن نسبت به فیلتر پلیمری بیشتر است. تمیز کردن آلودگی‌های انباشته شده پشت فیلتر، در فیلتر سرامیکی مورد استفاده در این دستگاه، از فیلتر پلیمری که در دستگاه‌های مشابه استفاده می‌شود، راحت‌تر است. از طرف دیگر تصفیه پساب خاکستری منازل و صنایع به وسیله این دستگاه ورود آلایندگی‌ها به محیط را کاهش می‌دهد.

گفتنی است، شاید محصولات نانویی تولید شده ایرانی تا حدی در بازار عام، کمیاب یا حتی در برخی مناطق کشور دور از دسترس باشد، اما تقاضای هرچه بیشتر مردم می‌تواند تولید و فراگیر شدن آن‌ها را افزایش دهد، پس برای راحت زندگی کردن بشتابید!