بهینه‌سازی فرایند غشای مایع برای تصفیه پساب با فناوری نانو

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، مبحث مربوط به فاضلاب و پساب صنایع از جمله مهمترین از معضلات امروز جوامع صنعتی است که آسیب‌های جبران‌ناپذیری برای محیط‌زیست دارد. یکی از راه‌های حل این معضلات، تصفیه پساب صنایع پیش از رهاسازی آن‌ها در محیط‌زیست است. در این‌ بین فناوری غشایی را می‌توان یکی از فناوری‌های پرکاربرد به شمار آورد. در طی عملیات غشایی تصفیه پسآب، مواد آلاینده توسط یک غشا از آب جدا می‌شوند.

دکتر تورج محمدی، استاد ممتاز دانشگاه علم و صنعت ایران با اشاره به فناوری غشای مایع، این فناوری را یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین فناوری‌های غشایی خواند و افزود: در طرح حاضر به‌منظور بهینه‌سازی هرچه بیشتر فناوری غشای مایع، از دو نوع نانوذره آب‌دوست و آب‌گریز استفاده شد و نتایج مربوط به هرکدام مورد مقایسه قرار گرفت.

وی ادامه داد: این فناوری از مزایایی از قبیل سادگی، ارزانی و مصرف انرژی کم برخوردار است، بنابراین این پتانسیل را دارد که جایگزین بسیاری از فناوری‌های رایج شود. فناوری غشای مایع که به فناوری غشای مایع نگه‌داشته شده موسوم است به فناوری گفته می‌شود که بار اصلی تصفیه پساب بر دوش یک‌ فاز مایع است. به این فاز حامل نیز گفته می‌شود و مواد آلاینده را جذب می‌کند. حضور نانوذرات آب‌گریز در ساختار غشای مایع موجب می‌شود تا مکان‌های فعال جهت جذب آلاینده بر روی سطح غشا افزایش و میزان رسوخ آب به درون فاز غشایی کاهش یابد و این موضوع افزایش بازدهی جداسازی را در پی دارد.

وی گفت: در طرح حاضر از غشاهای مسطح تفلونی با قطر حفرات ۰.۲۲ میکرون به‌عنوان نگهدارنده فاز مایع استفاده شده است. فاز مایع با مخلوط کردن مقادیر مناسب D۲EHPA/M۲HPA در روغن کنجد تهیه شده‌است. سپس چهار نوع نانوذره با خاصیت آب‌دوستی و آب‌گریزی سنتز شده و مشخصه یابی شده‌اند. در ادامه اثر هر یک از نانوذرات در بازدهی غشا در جداسازی دو گونه آلاینده رودامین بی و متیلن بلو مورد ارزیابی قرار گرفته‌است. همچنین اثر پارامترهای عملیاتی نظیر غلظت خوراک، pH خوراک و غلظت حلال نیز بررسی شده است.

محمدی در رابطه با نتایج به‌دست‌آمده در این طرح گفت: نتایج آزمون‌ها بیانگر آن است که حضور نانوذرات متخلخل ZIF-۸ با خاصیت آب‌گریزی در غشای فاز مایع موجب حذف آلاینده‌های رنگی رودامین بی و متیلن بلو به میزان ۹۰.۶ و ۷۹.۴ درصد شده است.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر تورج محمدی- استاد دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه علم و صنعت ایران و مژگان عیسی نژاد و حمیدرضا مهدوی- دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد این دانشگاه و مهران ارزانی- دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب است. نتایج این کار در مجله‌ Journal of Environmental Management با ضریب تأثیر ۴.۰۰۵ (جلد ۲۱۳، سال ۲۰۱۸، صفحات ۲۸۸ تا ۲۹۶) به چاپ رسیده است.