تصفیه فاضلاب صنایع لبنی با فناوری نانو

به گزارش حوزه دانشگاهی  گروه علمی پزشکی اخبار ، حسنا قنبرلو فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «سنتز اقتصادی نانوالکتروکاتالیست بر پایه‌ گرافن نیتروژن دهی شده در جهت تصفیه‌ سه بعدی و الکتروشیمیایی منابع آب» گفت: تصفیه‌ منابع آبی از گذشته تاکنون توسط روش‌های فیزیکی و شیمیایی مختلف صورت گرفته است که از جمله آن‌ها می‌توان به روش‌های جذب، فیلتراسیون غشایی، حذف فوتوکاتالیستی، حذف بیولوژیکی و فرآیند‌های الکتروشیمیایی اشاره کرد.

او افزود: آفت کش‌ها از جمله منابع بزرگ ایجاد آلودگی در آب‌های زیرزمینی هستند که از طریق اقدامات انجام گرفته در صنایع کشاورزی موجب آلودگی بخش عظیمی از منابع آب آشامیدنی می‌شوند؛ چراکه این ترکیبات به محض تماس با خاک جذب آن شده و با نفوذ به لایه‌های زیرین زمین موجب ایجاد آلودگی در سفره‌های آبی زیرزمینی خواهند شد.

به گفته او، این نوع از آلاینده‌ها تاکنون مشکلات زیادی را برای تصفیه آب در سرتاسر جهان بوجود آورده اند. هرچند استفاده از آفت کش‌ها در عرصه جهانی طی دهه‌های اخیر به شدت محدود شده است با این وجود همچنان برخی بقایای آفتکش‌ها و محصولات تغییر یافته آن‌ها به منابع آب زیرزمینی نفوذ می‌کنند.

قنبرلو با بیان اینکه مسئله آلایندگی آفت کش‌ها در کشور‌های اروپایی جزو مهمترین مسائل در تصفیه‌ آب آشامیدنی شهری به شمار می‌رود، بیان کرد: برای مثال در کشور دانمارک تمرکز اصلی برای حذف آلاینده‌ها برروی سه ترکیب آفت کشی مهم از جمله ۲ و ۶- دی کلروبنزامید، ۲- متیل ۴ -کلروفنوکسی استیک اسید و مکوپروپ است.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به کاتالیستی که طی انجام این پروژه تهیه شده است، بیان کرد: این کاتالیست، بدلیل دارا بودن نانوساختار‌های کربنی نیتروژن دهی شده در ترکیب با ذرات آهن، فعالیت الکتروشیمیایی ذاتی بالایی درجهت تصفیه‌ الکتروشیمیایی آب داشت؛ چراکه ساختارگرافن نیتروژندهی موجب پیشرفت در فعالیت واکنش احیای اکسیژن شد و ذرات آهن از سوی دیگر موجب پیشبرد واکنش فنتون و افزایش فرآیند‌های اکسیداسیون آلاینده‌ها شدند.

قنبرلو اظهار کرد: پیچیده‌ترین بخش انجام کار، چگونگی انجام فرآیند سنتز کاتالیست با یک روش و ایده‌ای نوآورانه بود. با این حال پس از مشخص شدن روش کلی و پیشماده مورد نظر برای سنتز کاتالیست، شناسایی واسطه‌های ارگانیک تولید شده در حین فرآیند تصفیه‌ الکتروشیمیایی آب نیز یکی دیگر از پیچیدگی‌های کار حاضر بود. این مرحله یکی از مراحل مهم در بحث تصفیه‌ منابع آبی خصوصا آب آشامیدنی شهری بصورت الکتروشیمیایی به شمار می‌رود.

این محقق با اشاره به کاربرد نتیجه این تحقیق گفت: این الکتروکاتالیست قابل کاربرد در تمامی صنایع مرتبط با دستگاه‌های تولید انرژی پایا و تجدیدپذیر، نظیر انواع باتری‌های فلز-هوا، لیتیوم-یون، پیل‌های سوختی و سیستم‌های تصفیه‌ی الکتروشیمیایی آب است.

قنبرلو ادامه داد: این نوع از سیستم‌های تصفیه آب برای تصفیه‌ی پساب‌های حاصل از کارخانه‌های لبنیاتی خصوصا بصورت پایلوت پلنت نیز کاربردی هستند.

او افزود: نوآوری این کار در زمینه استفاده از پیش ماده‌ کم هزینه، روش ساده تولید و ایجاد نانوساختار‌های سه بعدی شبه تمشکی از گرافن نیتروژندهی شده و نانوکریستال‌های اکسید آهن در ساختار کاتالیست محصول بود.

قنبرلو با بیان اینکه در برخی کشور‌های اروپایی و امریکایی در مقیاس کارخانه از این نوع فرایند تصفیه‌ آب بهره می‌برند، ادامه داد: متاسفانه در کشور ما این تکنولوژی حتی در مقیاس پایلوت هم استفاده نشده است.درحالیکه این نوع از فرآیند‌های تصفیه آب، جزو تکنولوژی‌های سبز و عاری از آلودگی برای محیط زیست هستند. 

او با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: فرآیند تصفیه آب به روش الکتروشیمیایی از جمله روش‌های سبز با مزیت‌های فشردگی سیستم، عدم آلودگی ثانویه، کاربرد بصورت غیرمتمرکز و امکان کنترل فرآیند از راه دور است؛ استفاده از فرآیند‌های سه بعدی معمولا با اضافه شدن ذرات الکترودی بین الکترود‌های اصلی آند و کاتد (در سیستم دوبعدی) بوجود می‌آیند.