به گزارش خط رند ۹۱۲ به نقل از ستاد نانو، این فناوری که با ترکیب هم زمان میکروحباب ها و نانوحباب ها در فرایند شناورسازی با هوای محلول عمل می کند، می تواند بدون نیاز به تغییرات اساسی در زیرساخت های موجود، کارآمدی تصفیه خانه های فاضلاب را به صورت قابل ملاحظه ای افزایش دهد و از ورود میلیونها ذره پلاستیکی به محیط زیست جلوگیری نماید.
ریزپلاستیک ها در سالهای اخیر به یکی از مهم ترین آلاینده های محیط زیست تبدیل گشته اند. این ذرات بسیار ریز که از تجزیه محصولات پلاستیکی یا الیاف مصنوعی منشا می گیرند، به آسانی از خیلی از سامانه های تصفیه عبور کرده و در نهایت وارد رودخانه ها، دریاها و حتی زنجیره غذایی انسان می شوند. حالا گروهی از محققان دانشگاه آرام آی تی استرالیا (RMIT University) راهکاری نوآورانه برای رویارویی با این چالش عرضه کرده اند؛ راهکاری که می تواند بدون نیاز به بازسازی گسترده تصفیه خانه ها، میزان حذف این آلاینده ها را به بالای ۹۰ درصد برساند.
فناوری جدید بر پایه ارتقاء فرایند شناخته شده شناورسازی با هوای محلول (Dissolved Air Flotation یا DAF) توسعه یافته است؛ روشی که سال هاست در تصفیه آب و فاضلاب برای جداسازی ذرات معلق به کار می رود. محققان در این مطالعه نشان دادند که ترکیب دو نوع حباب، شامل میکروحباب ها و نانوحباب ها، عملکرد این فناوری را به صورت قابل ملاحظه ای بهبود می بخشد.
راندمان حذف ریزپلاستیک ها از رودخانه ها افزایش می یابد
در این تکنیک، شرایط عملیاتی سامانه همچون فشار هوا، مدت زمان اشباع هوا در آب و اندازه حباب ها بگونه ای بهینه سازی شده است که هر دو نوع حباب بتوانند به شکل هم زمان نقش خویش را ایفا کنند. نتایج آزمایش ها نشان داد استفاده هم زمان از میکروحباب ها و نانوحباب ها، راندمان حذف ریزپلاستیک ها را بمراتب بیش از زمانی می کند که تنها یکی از این دو نوع حباب مورد استفاده قرار گیرد.
یافته های این مطالعه در نشریه علمی ACS ES&T Waterمنتشر شده است.
بیپلوب پرامانیک (Biplob Pramanik)، دانشیار و سرپرست این تحقیق، می گوید این فناوری می تواند راهکاری عملی و کم هزینه برای ارتقاء عملکرد تصفیه خانه های فاضلاب باشد. به نقل از ایشان، تصفیه خانه های فاضلاب یکی از مهم ترین مسیرهای ورود ریزپلاستیک ها به محیط زیست هستند، چونکه بخش قابل توجهی از این ذرات از فیلترهای متداول عبور می کنند و در نهایت وارد اکوسیستم های آبی می شوند؛ موضوعی که هم برای حیات وحش و هم برای سلامت انسان نگرانی های جدی بوجود آورده است.
وی تاکید کرد که روش جدید بسادگی در سامانه های موجود قابل اجراست و می تواند در همان مراحل اولیه تصفیه، بخش عمده ای از ریزپلاستیک ها را از جریان فاضلاب جدا کند؛ اقدامی که از انتقال این ذرات به مراحل بعدی فرایند و در نهایت به محیط زیست جلوگیری خواهدنمود.
بررسی های محققان نشان داد هر یک از دو نوع حباب وظیفه متفاوتی بر عهده دارند. میکروحباب ها نیروی شناوری لازم را برای انتقال ذرات ریزپلاستیک به سطح آب فراهم می کنند، در حالیکه نانوحباب ها با افزایش چسبندگی میان ذرات و تقویت فرایند تجمع آنها، سبب تشکیل ذرات بزرگ تر و جداسازی آسان تر آنها می شوند. این همکاری میان دو نوع حباب، راندمان فرایند را بشکل محسوسی می افزاید.
یکی از مهم ترین بخش های این مطالعه، ارزیابی عملکرد فناوری در شرایطی بود که شباهت زیادی به فاضلاب حقیقی داشت. محققان دریافتند وجود مواد آلی، چربی ها، روغن ها و گریس که به طور معمول به عنوان عوامل مزاحم در فرآیندهای تصفیه شناخته می شوند، نه فقط باعث کاهش کارآمدی این فناوری نشد، بلکه در بعضی شرایط حتی به بهبود عملکرد آن هم کمک کرد.
سراجوم منیرا (Sirajum Monira)، از اعضای تیم تحقیقاتی، توضیح داد که این ترکیبات در کنار مواد منعقدکننده متداول، باعث می شوند ذرات ریزپلاستیک به یکدیگر متصل شده و توده های بزرگ تری تشکیل دهند. این ذرات بزرگ تر بسیار راحتتر به سطح آب منتقل شده و از جریان فاضلاب جدا می شوند.
وی همینطور اشاره کرد که حذف ریزپلاستیک ها قبل از آن که در لجن فاضلاب تجمع پیدا کنند، اهمیت زیادی دارد. در خیلی از کشورها، لجن تصفیه خانه ها بعد از فرآوری به عنوان کود یا اصلاح کننده خاک مورد استفاده قرار می گیرد. اگر ریزپلاستیک ها در این لجن باقی بمانند، باردیگر وارد محیط زیست شده و در نهایت به خاک، منابع آب و محصولات کشاورزی راه پیدا خواهند کرد. بدین سبب حذف این ذرات در همان مراحل اولیه تصفیه، می تواند از انتشار باردیگر آنها جلوگیری نماید.
این فناوری از منظر اقتصادی هم مزیت قابل توجهی دارد.
بطور خلاصه در این تکنیک، شرایط عملیاتی سامانه همچون فشار هوا، مدت زمان اشباع هوا در آب و اندازه حباب ها بگونه ای بهینه سازی شده است که هر دو نوع حباب بتوانند بشکل همزمان نقش خود را ایفا کنند. به نقل از ایشان، تصفیه خانه های فاضلاب یکی از مهم ترین مسیرهای ورود ریزپلاستیک ها به محیط زیست هستند، چراکه بخش قابل توجهی از این ذرات از فیلترهای متداول عبور می کنند و در نهایت وارد اکوسیستم های آبی می شوند؛ موضوعی که هم برای حیات وحش و هم برای سلامت انسان نگرانی های جدی بوجود آورده است. وی تصریح کرد که روش جدید به سادگی در سامانه های موجود قابل اجراست و می تواند در همان مراحل اولیه تصفیه، بخش عمده ای از ریزپلاستیک ها را از جریان فاضلاب جدا کند؛ اقدامی که از انتقال این ذرات به مراحل بعدی پروسه و در نهایت به محیط زیست جلوگیری خواهدنمود. میکروحباب ها نیروی شناوری لازم را برای انتقال ذرات ریزپلاستیک به سطح آب فراهم می کنند، در صورتی که نانوحباب ها با افزایش چسبندگی میان ذرات و تقویت پروسه تجمع آنها، سبب تشکیل ذرات بزرگ تر و جداسازی آسان تر آنها می شوند.
منبع: خط رند ۹۱۲
