انجمن سرامیک ایران- اخبار و تازه ها
روشی دوست‌دار محیط‌زیست برای تمیز کردن فیلترهای تصفیه فاضلاب

حذف تصاویر و رنگ‌ها  | تاریخ ارسال: 1401/3/25 | 
فیلترهای غشایی برای تصفیه آب به انرژی زیادی نیاز ندارند و به همین دلیل برای تصفیه فاضلاب محبوب هستند. برای نگه داشتن این مواد در بهترین حالت، معمولاً آن­ها را با مقادیر زیادی از مواد شیمیایی قوی تمیز می­کنند، اما برخی از این عوامل در این فرآیند غشاها را از بین می­برند. اکنون، پژوهشگرانی که درACS Applied   Materials & Interfaces  گزارش می­دهند، کاتالیزورهای نانوذرات قابل استفاده­ی مجدد را توسعه داده­اند که از گلوکز برای کمک به تجزیه موثر آلاینده­های داخل این فیلترها بدون آسیب رساندن به آن­ها کمک می­کند.
به طور معمول، مسدودیت فیلترهای فاضلاب کثیف با اسیدها، بازها یا اکسیدان­ های قوی برطرف می­شود. اکسیدان­ های حاوی کلر مانند سفید­کننده می­توانند سرسخت ­ترین زباله­ های آلی را تجزیه کنند؛ اما آن­ها همچنین به غشاهای پلی آمیدی که در اکثر سیستم‌های نانوفیلتراسیون تجاری هستند، آسیب می‌رسانند و محصولات جانبی سمی تولید می‌کنند. یک جایگزین ملایم ­تر برای سفید­کننده، پراکسید هیدروژن است، اما آلاینده­ ها را به آرامی تجزیه می­کند.
پیش از این، دانشمندان پراکسید هیدروژن را با اکسید آهن ترکیب کردند تا رادیکال­ های هیدروکسیل تشکیل دهند که کارایی پراکسید هیدروژن را در فرآیندی به نام واکنش فنتون بهبود می­بخشد. با این حال، برای واکنش فنتون و تمیز­کردن فیلترها، پراکسید هیدروژن و اسید اضافی مورد نیاز است که هزینه­ های مالی و زیست محیطی را افزایش می­دهد. یکی از راه­ های جلوگیری از این مواد شیمیایی اضافی، استفاده از آنزیم گلوکز اکسیداز است که به طور همزمان پراکسید هیدروژن و اسید گلوکونیک را از گلوکز و اکسیژن تشکیل می­دهد. بنابراین، Jianquan Luo  و همکارانش می‌خواستند گلوکز اکسیداز و نانوذرات اکسید آهن را در سیستمی ترکیب کنند که تجزیه آلاینده‌های مبتنی بر فنتون را کاتالیز کند و یک سیستم تمیزکننده کارآمد و ظریف برای فیلترهای غشایی ایجاد کند.
ابتدا، پژوهشگران حذف آلاینده­ های آلی از فیلترهای پلی آمیدی توسط آنزیم گلوکز اکسیداز و نانوذرات اکسید آهن را با سایر روش­های تمیز کردن، از جمله واکنش سنتی فنتون مقایسه کردند. آن­ها دریافتند که این رویکرد در تجزیه آلاینده­ های رایج بیسفنول A و متیلن­ بلو برتر است؛ در حالی که ساختار غشایی را نیز حفظ می­کند.
این تیم که برای نتایج اولیه ­ی خود تشویق شدند، گلوکز اکسیداز و اکسید آهن را در یک نانوذره ترکیب کردند و آن­ها را با یک پل آمینه به هم متصل کردند. در نهایت، آن­ها توانایی نانوذرات جدید را برای تمیز­کردن غشاهای نانوفیلتراسیون آغشته به متیلن بلو، که آن­ها را برای سه چرخه رسوب کرده و تمیز کردند، آزمایش کردند. پس از هر چرخه تمیز کردن، نانوذرات با آهنربا بازیابی شدند و با گلوکز تازه برای فعال­ کردن کاتالیزور دوباره استفاده شدند. نانوذرات در تمیز کردن غشاها بسیار مؤثر بودند و آن­ها را به ۹۴ درصد ظرفیت اولیه تصفیه آب بازگرداندند. از آنجایی که نانوذرات به مواد شیمیایی قوی نیاز ندارند و به راحتی قابل بازیابی هستند، پژوهشگران می­گویند سیستم جدید آن­ها رویکردی "دوست­دار محیط­ زیست ­تر" و مقرون به صرفه­ تر برای تمیز کردن غشاهای نانوفیلتراسیون است.

منبع:                                 
https://nano-magazine.com/news/۲۰۲۲/۳/۲/a-greener-way-to-clean-wastewater-treatment-filters
نویسندگان:
دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی

 
نشانی مطلب در وبگاه انجمن سرامیک ایران:
http://icers.ir/find.php?item=1.165.595.fa
برگشت به اصل مطلب