آب از ضروري ترين عناصر حيات بر روي كره زمين است و يك سرمايه ملي محسوب مي شود. تا بيست سال گذشته، انرژي مهمترين سرمايه ملي كشورها بود اما در آينده نزديك آب به جاي نفت در رديف نخستين سرمايه ملي كشورها قرار خواهد گرفت. به گفته كارشناسان، براي انرژي غيرنفتي جايگزين هايي البته نه چندان ارزان تر اما قابل دسترس وجود خواهد داشت، در حالي كه براي آب، اين مايه حياتي جايگزيني وجود ندارد و به همين دليل تاكيد فراواني بر صرفه جويي و استفاده بهينه از منابع آن صورت مي گيرد. از سويي، توانايي بازيافت آب و امكان دسترسي به منابع مناسب تر براي مصارف گوناگون از ضروريات مهم است.
در فناوري نوين نانو با بكارگيري روشهاي متنوعي مي توان آب را از پسابهاي آلوده براي مصارف كشاورزي، صنعتي و حتي خانگي بازيافت كرد. همچنين استفاده از فناوري نانو در راستاي كاهش اثرات سوء زيست محيطي بعنوان يكي از راهكارهاي مديريتي مطرح است و نانو تكنولوژي به عنوان جبران كننده زيانهاي زيست محيطي ناشي از ضايعات صنعتي شناخته مي شود.
در كارگاه علمي - تخصصي مشترك ايران و آلمان، با موضوع » فناوري نوين در تصفيه آب و پساب«، به غير از كاربرد ازن در ضدعفوني كردن آب كه در شماره هاي پيشين ماهنامه مورد اشاره قرار گرفت، يكي ديگر از مسائل مطرح شده توسط متخصصان آب و فاضلاب اهميت كاربرد نانو تكنولوژي در تصفيه آب و پساب، خصوصاً استفاده از فرآيندهاي غشايي از قبيل اسمز معكوس، ميكرو*****اسيون، اولترا *****اسيون و نانو *****اسيون بود.
فرآيندهاي غشايي كاربردهاي مختلفي در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي نيز دارد كه مهمترين آنها در صنعت نفت؛ شيرين سازي گاز ترش از گاز طبيعي (Co2 و H2S) ، بازيافت و خالص سازي هيدروژن از جريان هاي گازي، بازيافت هيدروژن از گازهاي خروجي واحدهاي توليد آمونياك و حذف بخار آب از گاز طبيعي است.
نانو *****ها
يكي از كاربردهاي فناوري نانو استفاده از نانو *****ها است كه گام مؤثري در حفظ محيط زيست و صرفه جويي در انرژي شناخته مي شود. نانو *****ها براساس منافذشان به3 گروه: ميكرو، اولترا و نانو*****ها طبقه بندي شده اند. غشاهاي نانو *****اسيون معمولاً از2 لايه تشكيل مي شود. لايه هاي نازك و متراكم عمل جداسازي و لايه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سيستم را انجام مي دهد. غشاها در اشكال مختلف مارپيچي، صفحه اي، لوله اي و فيبري هستند. نانو*****اسيون يك فرآيند جداسازي تحت فشار ما بين اسمز معكوس و اولترا *****اسيون است. نانو *****اسيون نسبت به اسمز معكوس و اولترا *****اسيون برتري دارد، چرا كه در اولترا *****اسيون مقدار آلاينده هاي مصرفي نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در اسمز معكوس ميزان خلوص آب حاصله بيشتر از حد محصول است كه پيامد آن افزايش قيمت اين روش است.
به طور معمول يكي از مراحل تصفيه آب و پسابها افزودن مواد شيميايي مختلف به آنهاست كه اين مواد براي سلامتي انسان مضر و داراي اثرات زيست محيطي نامطلوب است. به طور مثال باقيمانده تركيبات آلومينيم كه به عنوان منعقد كننده در تصفيه آب استفاده مي شود، مي تواند باعث بيماري آلزايمر (فراموشي) شود. در صورتي كه با استفاده از نانو*****اسيون كليه ذرات معلق، ويروس ها و باكتري هاي آب بدون نياز به هيچ گونه مواد افزودني از بين خواهد رفت.
ديگر مزاياي استفاده از نانو*****اسيون در تصفيه آب و پساب عبارتند از: حذف نمكهاي چند ظرفيتي (از قبيل آهن، منگنز، اورانيم و برخي آفت كش ها)، امكان توليد ميزان آب تصفيه شده در مقياس وسيع، از بين بردن انواع باكتري، ويروس و ميكروارگانيزم ها، حذف آلاينده هاي آلي، حفظ مواد معدني مورد نياز سلامت انسان، از بين بردن اثرات مخرب زيست محيطي، حذف كدورت، سختي و شوري آب، پايين بودن هزينه تصفيه و در مجموع همانگونه كه اشاره شد نياز نداشتن به افزودن مواد شيميايي زيان آور براي محيط زيست و انسان.
توليد *****ها
دانشمندان روش ساده اي براي توليد *****ها با استفاده از نانو لوله هاي كربني ابداع كرده اند كه حتي قادر به حذف هيدروكربن هاي سنگين از نفت خام است. استفاده از نانو لوله هاي كربني در ساخت *****ها، سبب سهولت در تميز كردن، افزايش استحكام، قابليت استفاده مجدد و مقاومت آنها در برابر گرما مي شود.
برخي از شركت هاي صنعتي در حال استفاده از نانو*****هاي اكسيد آلومينيم با اندازه دو نانو متر براي تصفيه آب هستند. *****هاي نانو سرام قادرند باكتريها، نمكها عناصر كدر كننده، مواد راديو اكتيو و فلزات سنگين را از آب حذف كنند. اين نوع *****ها در 5PH تا 9 بهترين عملكرد را دارند. حداكثر4 بار فشار را مي توان به *****ها اعمال كرد كه منجر به شدت جريان9 تا10 ليتر بر ساعت به ازاي هر سانتي متر مربع از ***** خواهد شد. در حال حاضر، هزينه هر مترمربع ***** يك دلار است كه ممكن است اين مقدار به3 دلار نيز برسد. بنا به گفته كارشناسان، *****هاي نانو سرام، نيازي به تصفيه پيشين يا پسين، تميز كردن و شارژ مجدد ***** ندارند.
تحقيقات نشان مي دهد استفاده از فناوري نانو در تصفيه آب علاوه برافزايش كيفيت آب تصفيه شده، مي تواند هزينه هاي تصفيه را تا حدود زيادي كاهش دهد. به تازگي پژوهشگران فعاليت هاي وسيعي در زمينه استفاده از فناوري نانو فناوري نانو مدنظر قرار داده اند كه چنانچه تحقيقات به نتايج مطلوبي براي استفاده در مقياس صنعتي برسد اميد آن مي رود در آينده اي نزديك نانو تكنولوژي بسياري از فرآيندها را در صنايع مختلف، به ويژه در صنعت نفت، گاز و پتروشيمي تحت تأثير خود قرار دهد.
پژوهشگر: فاطمه آزاد (كارشناس تحقيقات و كنترل كيفي)
منابع
1- مباحث علمي - تخصصي كارگاه مشترك ايران و آلمان در زمينه تصفيه
آب و فاضلاب 2- اينترنت
در فناوري نوين نانو با بكارگيري روشهاي متنوعي مي توان آب را از پسابهاي آلوده براي مصارف كشاورزي، صنعتي و حتي خانگي بازيافت كرد. همچنين استفاده از فناوري نانو در راستاي كاهش اثرات سوء زيست محيطي بعنوان يكي از راهكارهاي مديريتي مطرح است و نانو تكنولوژي به عنوان جبران كننده زيانهاي زيست محيطي ناشي از ضايعات صنعتي شناخته مي شود.
در كارگاه علمي - تخصصي مشترك ايران و آلمان، با موضوع » فناوري نوين در تصفيه آب و پساب«، به غير از كاربرد ازن در ضدعفوني كردن آب كه در شماره هاي پيشين ماهنامه مورد اشاره قرار گرفت، يكي ديگر از مسائل مطرح شده توسط متخصصان آب و فاضلاب اهميت كاربرد نانو تكنولوژي در تصفيه آب و پساب، خصوصاً استفاده از فرآيندهاي غشايي از قبيل اسمز معكوس، ميكرو*****اسيون، اولترا *****اسيون و نانو *****اسيون بود.
فرآيندهاي غشايي كاربردهاي مختلفي در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي نيز دارد كه مهمترين آنها در صنعت نفت؛ شيرين سازي گاز ترش از گاز طبيعي (Co2 و H2S) ، بازيافت و خالص سازي هيدروژن از جريان هاي گازي، بازيافت هيدروژن از گازهاي خروجي واحدهاي توليد آمونياك و حذف بخار آب از گاز طبيعي است.
نانو *****ها
يكي از كاربردهاي فناوري نانو استفاده از نانو *****ها است كه گام مؤثري در حفظ محيط زيست و صرفه جويي در انرژي شناخته مي شود. نانو *****ها براساس منافذشان به3 گروه: ميكرو، اولترا و نانو*****ها طبقه بندي شده اند. غشاهاي نانو *****اسيون معمولاً از2 لايه تشكيل مي شود. لايه هاي نازك و متراكم عمل جداسازي و لايه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سيستم را انجام مي دهد. غشاها در اشكال مختلف مارپيچي، صفحه اي، لوله اي و فيبري هستند. نانو*****اسيون يك فرآيند جداسازي تحت فشار ما بين اسمز معكوس و اولترا *****اسيون است. نانو *****اسيون نسبت به اسمز معكوس و اولترا *****اسيون برتري دارد، چرا كه در اولترا *****اسيون مقدار آلاينده هاي مصرفي نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در اسمز معكوس ميزان خلوص آب حاصله بيشتر از حد محصول است كه پيامد آن افزايش قيمت اين روش است.
به طور معمول يكي از مراحل تصفيه آب و پسابها افزودن مواد شيميايي مختلف به آنهاست كه اين مواد براي سلامتي انسان مضر و داراي اثرات زيست محيطي نامطلوب است. به طور مثال باقيمانده تركيبات آلومينيم كه به عنوان منعقد كننده در تصفيه آب استفاده مي شود، مي تواند باعث بيماري آلزايمر (فراموشي) شود. در صورتي كه با استفاده از نانو*****اسيون كليه ذرات معلق، ويروس ها و باكتري هاي آب بدون نياز به هيچ گونه مواد افزودني از بين خواهد رفت.
ديگر مزاياي استفاده از نانو*****اسيون در تصفيه آب و پساب عبارتند از: حذف نمكهاي چند ظرفيتي (از قبيل آهن، منگنز، اورانيم و برخي آفت كش ها)، امكان توليد ميزان آب تصفيه شده در مقياس وسيع، از بين بردن انواع باكتري، ويروس و ميكروارگانيزم ها، حذف آلاينده هاي آلي، حفظ مواد معدني مورد نياز سلامت انسان، از بين بردن اثرات مخرب زيست محيطي، حذف كدورت، سختي و شوري آب، پايين بودن هزينه تصفيه و در مجموع همانگونه كه اشاره شد نياز نداشتن به افزودن مواد شيميايي زيان آور براي محيط زيست و انسان.
توليد *****ها
دانشمندان روش ساده اي براي توليد *****ها با استفاده از نانو لوله هاي كربني ابداع كرده اند كه حتي قادر به حذف هيدروكربن هاي سنگين از نفت خام است. استفاده از نانو لوله هاي كربني در ساخت *****ها، سبب سهولت در تميز كردن، افزايش استحكام، قابليت استفاده مجدد و مقاومت آنها در برابر گرما مي شود.
برخي از شركت هاي صنعتي در حال استفاده از نانو*****هاي اكسيد آلومينيم با اندازه دو نانو متر براي تصفيه آب هستند. *****هاي نانو سرام قادرند باكتريها، نمكها عناصر كدر كننده، مواد راديو اكتيو و فلزات سنگين را از آب حذف كنند. اين نوع *****ها در 5PH تا 9 بهترين عملكرد را دارند. حداكثر4 بار فشار را مي توان به *****ها اعمال كرد كه منجر به شدت جريان9 تا10 ليتر بر ساعت به ازاي هر سانتي متر مربع از ***** خواهد شد. در حال حاضر، هزينه هر مترمربع ***** يك دلار است كه ممكن است اين مقدار به3 دلار نيز برسد. بنا به گفته كارشناسان، *****هاي نانو سرام، نيازي به تصفيه پيشين يا پسين، تميز كردن و شارژ مجدد ***** ندارند.
تحقيقات نشان مي دهد استفاده از فناوري نانو در تصفيه آب علاوه برافزايش كيفيت آب تصفيه شده، مي تواند هزينه هاي تصفيه را تا حدود زيادي كاهش دهد. به تازگي پژوهشگران فعاليت هاي وسيعي در زمينه استفاده از فناوري نانو فناوري نانو مدنظر قرار داده اند كه چنانچه تحقيقات به نتايج مطلوبي براي استفاده در مقياس صنعتي برسد اميد آن مي رود در آينده اي نزديك نانو تكنولوژي بسياري از فرآيندها را در صنايع مختلف، به ويژه در صنعت نفت، گاز و پتروشيمي تحت تأثير خود قرار دهد.
پژوهشگر: فاطمه آزاد (كارشناس تحقيقات و كنترل كيفي)
منابع
1- مباحث علمي - تخصصي كارگاه مشترك ايران و آلمان در زمينه تصفيه
آب و فاضلاب 2- اينترنت
