اخبار گروه فناوری های نوین در زمینه آب

در بخش اول  شش فناوری که آب آشامیدنی تصفیه شده تولید می‌کنند ، تصفیه آب با برج آب وارکا و تصفیه آب UV کوچک بررسی شدند. در این بخش به چهار فناوری دیگری می پردازیم. برای مطالعه بخش اول روی لینک قبل کلیک نمایید.   لوله، تاسیسات نمکزدایی با نیروی خورشیدی  The Pipe is floating solar-powered desalination plant یک پروژه جدید نمکزدایی طراحی شده برای کالیفرنیا به نام The Pipe، با نوید تولید 1.5 میلیارد گالن آب آشامیدنی تصفیه شده ، برای ایالت دچار خشکسالی، انفجاری ایجاد کرد. این تاسیسات خورشیدی متکی بر روش نمکزدایی الکترومغناطیسی برای تبدیل آب دریا به آب تمیز عمل کرده، محصول جانبی نمک را از طریق حمام‌های حرارتی تصفیه کرده و سپس آن را به اقیانوس آرام بازمی‌گرداند. این لوله بخاطر جذابیت ظاهری توجه ها را به خود جذب کرده، زیرا به گونه‌ای طراحی شده که بیشتر شبیه یک مجسمه درخشنده غول پیکر باشد تا قطعه‌ای از تجهیزات صنعتی.     تصفیه آب با بزرگترین مه‌گیر جهان   The World's largest fog harvester بزرگترین مه‌گیر جهان از یک توری عظیم برای به دام انداختن مه متراکم در صحرای موروکان Moroccan  و تبدیل آن به آب تصفیه شده تمیز و پاکیزه استفاده می‌کند. با سطح حدود 600 متر مربعی، این اختراع از مزیت مه‌گیری در منطقه آیت بامران Aït Baâmrane  دچار خشکسالی، به مدت شش ماه از سال عمل می‌کند. گزارش شده که این مه‌گیر حدود 17 گالن آب تمیز آماده آشامیدن در هر یارد مربع از شبکه تولید می‌کند.  پمپ‌های خورشیدی همراه با یک سیستم لوله‌، آب تمیز برای 400 ساکن محلی ارائه می‌کند که معمولا برای دسترسی به آب سالم در منطقه خشک تلاش می کند.   تصفیه آب با تراشه آب نانو Nano Water Chip هزینه آب تصفیه شده و تمیز یک مانع اصلی برای بسیاری افراد تشنه روی زمین است، بنابراین محققان به دنبال راه‌حل‌های مقرون به صرفه برای تصفیه آب شخصی در مقیاس کوچک هستند. در سال 2014، یک تیم پژوهشی از دانشگاه تگزاس در آستین Austin و دانشگاه ماربورگ در آلمان یک تراشه آب تخلیه کم ساختند که یک میدان الکتریکی کوچک برای نمکزدایی از آب دریا تولید می‌کند. در اوایل توسعه، چیپ آب نوید ارائه یک راه حل قابل حمل آب تمیز داد که قادر به کار با باتری معمولی بود. فناوری استارتاپ اوکینوس Okeanos Technology تاسیس شد تا تحقیق و توسعه محصول بیشتر شود که همچنان در حال انجام است.   پروژه انرژی موج کارنگی پرت   Carnegie Perth Wave Energy Project پروژه انرژی موج Carnegie Perth دو کار انجام می‌دهد، تولید انرژی تجدیدپذیر از حرکت اقیانوس و همزمان نمکزدایی از آب دریا.  این دستگاه شناور مانند جسم شناور در ساحل پرت Perth در غرب استرالیا کار می‌ کند که روش‌های تولید برق سازگار با محیط زیست آن اولویت دارند.  بویه 240 کیلوواتی زیر آب بصورت سه گانه کار می‌کند، به بستری با پمپ‌های هیدرولیکی بسته شده که وقتی سیستم با امواج ضربه می‌خورد، آب را از توربین‌های برق عبور می‌دهد.      سیستم نمکزدایی موجود در آن از برق تولید شده برای تهیه آب آشامیدنی پاکیزه استفاده می‌کند و بقیه برق دوباره به ساحل برگشته و به شبکه افزوده می‌شود. این پروژه بخشی از طرح بزرگتر پرت Perth's است تا نمکزدایی را به منبع طولانی مدتی از آب آشامیدنی تمیز برای جامعه محلی تبدیل کند.         **ن

شش فناوری که آب آشامیدنی تمیز و مطمئن تولید می‌کنند چیپ‌های کامپیوتری و گیاهان ساحلی می‌توانند به نمکزدایی برخی از منابع آب کمک کنند.  در سراسر جهان از هر ده نفر، یک نفر به آب آشامیدنی تمیز و مطمئن دسترسی ندارد. در تلاش برای مقابله با اساسی‌ترین مشکل انسانی، مهندسین سرتاسر جهان طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های کوچک و بزرگ که آب پاکیزه تولید می‌کند، ساخته‌اند. هر سال، نوآوری‌های زیادی با هدف ساده‌تر، ارزانتر و پرتابل‌تر کردن فرایند، همچنین ایجاد بازده کافی برای تاثیرگذاری بر 663 میلیون نفری که از کمبود آب رنج می‌برند ساخته می‌شود. این راه حل‌ها از روش‌های تراکم تا کشیدن آب از هوای رقیق،  تبدیل آب شور دریا به آب شیرین ، یا چیپ‌های تصفیه آب با توزیع نور فرابنفش که برای استفاده افراد در خانه مقرون به صرفه هستند، متفاوت می‌باشند. تنها چند مورد از این فناوری‌ها بیرون از آزمایشگاه کار می‌کنند، اما میلیاردها گالن آب تمیز تولید کرده‌اند.   تصفیه آب با برج آب وارکا  The Warka Water Tower چندین سال طول کشید تا طراحی برج آب وارکا به واقعیت تبدیل شود، اما نخستین برنامه آزمایشی آن در یک دهکده روستایی اتیوپی سرانجام سال پیش ساخته شد و شروع به کشیدن آب تمیز از هوای رقیق کرد.  این طراحی که برنده جایزه شد، براساس مفهوم برداشت مه است و به شکل یک سیلندر بزرگ ساخته شده از بامبو که در یک توری بازیافتی پیچیده شده است، می باشد. این برج بوسیله سایبانی پوشیده شده که برای ساکنان محلی سایه ایجاد می‌کند تا حین خروج آب متراکم شده از پایه برج، زیر آن استراحت کنند. سازندگان برج برنامه دارند تا سال 2019 آن را به تولید انبوه برسانند.     تصفیه آب UV کوچک  Tiny UV water purifier تمام افرادی که فاقد دسترسی به آب پاکیزه هستند در نواحی تحت تاثیر خشکسالی زندگی نمی‌کنند. اغلب اوقات آب وجود دارد، آب همه جا وجود دارد، اما به علت آلودگی از آلاینده‌ها یا سایر مشکلات محیط‌زیستی قابل آشامیدن نیست.   سیستم‌های تصفیه آب اغلب گران و زمان‌بر هستند اما محققان دانشگاه استنفورد و آزمایشگاه شتاب دهنده ملی SLAC اخیرا یک تصفیه آب فرابنفش در یک مستطیل سیاه کوچک را ساخته‌اند که فرایند 48 ساعته را به 20 دقیقه کاهش می‌دهد. اگرچه این دستگاه تصفیه آب با تولید انبوه فاصله زیادی دارد، آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان می‌دهند که این دستگاه  فیلتراسیون می‌تواند نخستین گام در جهت نسل جدیدی از روش‌های تصفیه آب باشد که کمک می‌کند آب کثیف قابل آشامیدن شود.     برای مطالعه ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک نمایید. شش فناوری تولید آب آشامیدنی تصفیه شده       **ن

 "SodaStream" یک تکنیک جدید تصفیه آب است که برای جداسازی ذرات از آب، به جای اینکه از فیلتر تصفیه آب یا غشا استفاده  کند، با تزریق گاز مونوکسید کربن به جریان آب کار می‌کند. معمول‌ترین روش‌های تصفیه آب برای حذف آلاینده‌ها به فیلترهای تصفیه آب یا غشا تکیه دارند. اما با گذشت زمان، فیلترهای تصفیه آب دچار گرفتگی شده و نیاز به تعویض خواهند داشت. فناوری جدیدی که توسط محققان دانشگاه پرینستون توسعه یافته اصلا نیازی به فیلتر آب ندارد، بلکه با تزریق گاز مونوکسید کربن برای تغییر شیمیایی آب و جداسازی ذرات براساس بار الکتریکی کار می‌کند. این سیستم ساده و کم هزینه است و شامل یک لوله لاستیکی سیلیکونی است که در یک قسمت به دو کانال تقسیم می شود. از آنجا که لاستیک سیلیکون به مونوکسید کربن قابل نفوذ است، گاز تحت فشار می‌تواند از طریق دیواره لوله منتشر شده و با جریان آب داخل آن ترکیب شود. این تعامل باعث تغییر شیمیایی آب شده و آن را کمی اسیدی‌تر کرده و ذرات باردار یا یون تولید می‌کند. یکی از این‌ یون‌ها یک اتم هیدروژن با بار مثبت است که به سرعت از طریق محلول آب حرکت می‌کند، در حالی که مولکول دیگر، بی‌کربنات با بار منفی است که آهسته‌تر در آب حرکت می‌کند. حرکت این مولکول‌ها باعث ایجاد میدان الکتریکی کوچک شده و به دلیل اینکه بیشتر ذرات معلق در آب دارای بار هستند، به یک جریان آب چسبیده، ضمن اینکه آب تصفیه شده که دارای بار نیست، در کانال خود ادامه می‌یابد. سپس لوله به دو قسمت تقسیم می‌شود، آب تصفیه شده از یک لوله و ذرات پسماند از لوله دیگر عبور می‌کنند.       جدای از مونوکسید کربن بطری، محققان به سیستمی اشاره می‌کنند که قطعات متحرک ندارد، و مونوکسید کربنی که پس از عبور از آب از سمت دیگر لاستیک سیلیکونی به خارج نفوذ می‌کند، در صورت نیاز می‌تواند برای استفاده بعدی نگهداری شود. ضمنا، مونوکسید کربن اضافی باقیمانده در آب تصفیه شده با قرار گرفتن در معرض هوا حذف می‌شود، همانطور که نوشیدنی گازدار شده وقتی در معرض هوا بماند گاز آن می‌پرد. به علت سادگی طراحی، عدم استفاده از فیلترهای تصفیه آب و کم هزینه بودن لوله کشی گاز مونوکسید کربن بطری، محققان می‌گویند که سیستم پتانسیل زیادی در جهان در حال توسعه برای پاکسازی آب دریاچه یا رودخانه آلوده به باکتری یا ذرات آلوده دارد. همچنین از آن می‌توان برای تقطیر به منظور حذف ویروس‌ها و باکتری‌هایی استفاده کرد که می‌تواند از غشا عبور کرده و نمک را حذف کند. محققان می گویند علاوه بر تصفیه آب، این تکنیک در برنامه های کاربردی علمی و صنعتی برای کنترل ذرات در محلول ها نیز دارای پتانسیل است. این تکنیک را می‌توان در سیستم تصفیه آب قابل حمل استفاده کرد یا افزایش داد. محققان، قبلا سیستمی در مقیاس آزمایشگاهی ساخته‌اند که ادعا می‌کنند سه برابر کارآمدتر از سیستم میکروفیلتراسیون معمول در حذف ذرات از آب است و اکنون شین Shin روی فیلتر دی اکسید کربن بزرگی کار می‌کند که امکان یکپارچه‌شدن فناوری در تاسیسات تصفیه آب برای جوامع بزرگتر را فراهم می‌کند. سانگ‌وو شین، نویسنده این مقاله می‌گوید «قطعا می‌تواند به صدها لیتر در ساعت افزایش یابد، که طبق استاندارد خانگی عملی است.         **ن

Tablet dechlorinator for water purification شرکت کمیکال اینتگرا from Integra Chemical Co تولیداتی در زمینه مرتبط با تصفیه آب دارد. اخیرا این شرکت یک کلرزدای خاص طراحی کرده است. کلرزدای Z ، در واقع قرص کلرزدایی برای شیر آتش نشانی و سایر کارها است. کوچک و سبک، ساخته شده از آلومینیوم قوی 6061-T6 است. تا 4 صفحه ویتا دی کلر Vita-D-Chlor را نگه می‌دارد، بطور متوسط در عرض 30 دقیقه شیر آتش نشانی را کلرزدایی کند. با دیفیوزر ثابت یا زانویی فلاشینگ قابل حذف در دسترس است که آب را بصورت امن هدایت می‌کند. زانویی فلاشینگ همراه با صفحه نمایش ثانویه قابل حذف برای جریان‌های کم، جریان‌های بالای 200 تا 1000 gpm و 5/2 اینچ NST است که قابلیت اتصال به کوپلر را برای یک خرطومی، والف گیت، دیفیوزر یا کیت آزمایش جریان/فشار فراهم می‌کند.          **ن

تصفیه خانه آب ایالت ویسکانسین آمریکا، روش جدید و بهبود یافته استفاده از مواد مغذی بیولوژیکی شرکت کلیراس را بکار گرفته است. فوند دو لاک، وی FOND DU LAC, WI ، تاریخ 5 اکتبر 2016 : آخرین پروژه پایلوت سیستم تصفیه آب که یک فرایند بهبود یافته و پیشرفته با بکارگیری مواد مغذی بیولوژیکی (ABNR) است، انجام شد. این پروژه مربوط به برنامه بهبود آب کلیراس Clearas بود که با همکاری تاسیسات تصفیه فاضلاب منطقه‌ای فوند دو لاک FOND DU LAC و نمایندگان تولید، مولکایی شاو واتر Mulcahy Shaw Water انجام گرفت. انجام این روش جدید و پیشرفته نتایج مهمی در کاهش میزان کل فسفر و سایر مواد مغذی اولیه در تخلیه آب سطحی در تاسیسات بود. تا به امروز، سطح کل فسفر در فاضلاب فرعی مورد استفاده برای ناوبری در فوند دو لاک بطور متوسط 0.032 میلی گرم بر لیتر mg/L با کاهش حاصل 94 % مخازن پس از تصفیه برای فناوری کلیراس بوده است. با داشتن ملزومات قانونی جدید و شدیدتر از اداره منابع طبیعی ویسکانسین Wisconsin ، برای تخلیه منابع آب از وجود فسفر، سیستم ABNR راه اندازی شد و مدیر کارخانه، جرمی کریمر Jeremy Cramer ، از عملکرد آن راضی بوده است. کریمر گفت: "حد کل فسفر آینده ما احتمالا 0.04 میلی گرم بر لیتر خواهد بود و واحد پایلوت کلیراس بطور پیوسته فاضلاب ما را تا سط زیر 0.04 میلی گرم بر لیتر تصفیه می‌کند. در حالیکه کارکنان فوند دو لاک از نتایج پایلوت بسیار راضی بوده‌اند، از پذیرش ساده ABNR هم راضی بوده‌اند. با توجه به گفته‌ی کریمر، کارکنان فونددو لاک، بخصوص کارکنان عملیاتی، توانسته‌اند به سادگی فرایند کلیراس را درک کنند چون پارامترهای عملیاتی آن ارتباط نزدیکی با فرایند تصفیه فاضلاب لجن فعال داشته‌اند که در اینجا اجرا کرده‌ایم. "   گندزدایی با کلر: صدها سال و هنوز ادامه دارد دیریل ویترآپ Daryl Weatherup ، مدیر بازاریابی والاس و تیرنان Wallace & Tiernan ، یک برند آووکوا Evoqua Brand ، روش های کلر زنی و چگونگی رشد فناوری طی سال ها را مورد بحث قرار می‌دهد. چالش اصلی کیفیت آب در ایالت ویسکانسین مواد مغذی اضافی، در اصل نیتروژن و فسفر است که می‌تواند منجر به رشد خطرناک جلبک‌ها (HAB) شود. این HABها اثر محیطی و اقتصادی منفی بر زندگی آنهایی دارد که از دریاچه‌های این ایالت استفاده می‌کنند. تلاش‌ها برای کاهش مواد مغذی اضافی عموما بر آموزش و مدیریت بهتر شیوه‌هایی بوده که به خودی خود موفق نبوده‌اند. در اینجا تشخیص روبه رشدی وجود دارد که یک راه حل جامع، شامل آموزش، بهترین شیوه‌های مدیریت و فناوری برای رسیدگی به این مساله مورد نیاز هستند.  برای نشان دادن نتایج فناوری ABNR کلیراس، نمایندگان شرکت اخیرا تورهایی برای تاسیسات و ارائه‌هایی برای بیش از 140 اپراتور، تنظیم کننده و مهندسان منطقه گریت لیکز برگزار کرده‌اند. افراد شرکت کننده فرصت ملاقات با مقامات مختلف شرکت از جمله نایب رئیس کلیراس، گارت پالو و موسس آن تری رابینسون را داشتند که در مورد سطح علاقه نشان داده شده به فناوری هیجان زده شدند. پائولو گفت فکر می کنم نتیجه بهبود مواد مغذی ما حرفی برای گفتن دارد و اضافه کرد هرگاه بتوانیم با اقشار جامعه در مورد زمینه کاری برای برآوردن بالاترین استانداردهای کیفیت آب ارتباط برقرار کنیم، فرصت درخشیدن به ما می‌دهد. آقای رابینسون اخیرا زمان زیادی را به همراه شرکای مولکایی شاو، تام مولکایی و ریچ نوئلکه صرف سفر به اطراف ویسکانسین کرده تا با سهامداران مختلف ملاقات کنند. رابینسون گفت با چندین نشست و بحث‌های دیگری که هم اکنون در جریان هستند، ما مطمئنیم که فناوری ABNR کلیراس که در نوع خود بهتری است برای فوند دو لاک و هر تاسیسات دیگری در منطقه، راه حلی پایدار و قابل پرداخت ارائه می‌کند که آنها به دنبالش بوده‌اند تا با قوانین جدید منطبق شوند. راه حل پیشرفته‌ی بهبود مواد مغذی بیولوژیکی کلیراس (ABNR) فناوری طبیعی و پایدار مبتنی بر میکروبیولوژی (جلبک)  است که از پیش در فرایندهای فاضلاب وجود دارد تا مواد مغذی محلول در جریان آب را مصرف کرده و نهایتا فیلتر کند. بسیار شبیه درختان و گیاهان، این فرایند میکروبیولوزیکی مواد مغذی (نیتروژن، فسفر و دی اکسید کربن) را مصرف کرده و اکسیژن در آب آزاد می‌کند. مواد مغذی موجود در فاضلاب عموما به عنوان معلق یا محلول دسته‌بندی می‌شوند. مواد مغذی معلق ذراتی در آب هستند که می‌توانند تقریبا به سادگی با استفاده از راه‌حل‌های مختلف فیلتراسیون حذف شوند. بخش حل شده در محلول است و بنابراین چالش در حذف/ بهبود را نشان می‌دهد. فناوری ABNR با ایجاد یک محیط بهینه برای جلبک به منظور مصرف کردن مواد مغذی به بخش مواد مغذی حل شده رسیدگی می‌کند که پس از آن می‌توانند حذف/ بهبود شوند.    در مورد بهبود آب توسط کلیراس کلیراس تهیه کننده‌ی پیشروی فناوری‌های پیشرفته‌ی بیولوژیکی تصفیه آب برای تخلیه کننده‌های منابع شهری و صنعتی است. فناوری اختصاصی ما از مزایای بیولوژیکی جلبک‌ها در محیطی به دقت کنترل شده و جریان پیوسته استفاده می‌کند که نیتروژن، فسفر و سایر مواد مغذی مضر موجود در تخلیه آب صنعتی و خروجی فاضلاب را حذف می‌کند. برای اطلاعات بیشتر به سایت www.clearaswater.com سربزنید.   در مورد آب مولکائی شاو شرکت موکایی توسط جان تی مولکایی در سال 1974 تاسیس شد. جان یک شرکت نمونه‌برداری و نظارت بر جریان، ISCO، خارج از لینکلن، نبراسکا را نمایندگی می‌کرد. جان تا سال 1992 شرکت را اداره کرد که تام مولکایی مالک و رئیس شرکت شد. طبق راهنمایی‌های تام، شرکت مولکایی پرسنل و شرکای تولیدی اضافه کرد که به شرکت اجازه داد نیازهای صنعت را بهتر برآورده سازد. آب مولکایی شاو از سال 1974 مشتریان شهری و توزیع کننده داشته است. ما می‌خواهیم فراتر از انتظارات رفته و روابط طولانی‌مدتی در کل منطقه ایجاد کنیم. برای اطلاعات بیشتر به سایت www.mulcahyshaw.com سربزنید.   در مورد تصفیه فاضلاب شهری فوند دو لاک تصفیه خانه فاضلاب منطقه‌ای فوند دو لاک در خیابان دوتی در جنوب دریاچه وینه باگو واقع شده است. این کارخانه تمام فاضلاب فوند دو لاک مربوط به تمام ساکنان اطراف تقریبا 65000 نفر را تصفیه می‌کند تا برای تخلیه در دریاچه وینه باگو آماده شود.   مقالات و اخبار تصفیه آب و دستگاه تصفیه آب را در سایت بهاب دنبال کنید.     **ن

دانشمندان نوع جدیدی از نانوفیلتر را اختراع کردند که انرژی مورد نیاز برای تصفیه آب را تا پنج برابر کاهش می دهد. برای توسعه این تکنولوژی موفق، حدود دو سال وقت صرف شد و اکنون این تکنولوژی در سراسر آسیا تجاری سازی شده است. NTU ، نانوفیلتر جدید غشایی با الیاف توخالی می باشد. بطور معمول در آخرین مرحله تصفیه آب در فرایند تصفیه فاضلاب، یک فیلتر ممبران اولترافیلتراسیون ، ذرات ناخالصی کوچک را از آب خارج کرده و آن را آماده تصفیه به روش اسمز معکوس می کند. در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس ، آب با فشار زیاد از درون یک فیلتر غشاء بسیار مرغوب به نام فیلتر ممبران عبور می کند. این کار برای جداسازی مولکول های آب از هرگونه آلودگی باقی مانده ریز که هزار بار ریزتر از ضخامت موی انسان است، مانند نمک، فلزات سنگین، و مواد شیمیایی مسموم مثل بنزن مناسب می باشد.   اصولا فشار آب لازم برای اسمز معکوس ، بالا بوده و حدود ۱۰ بار و یا بیشتر می باشد و این بدان معناست که پمپ تصفیه آب به انرژی زیادی نیاز دارند. با این حال، نانوفیلتراسیون اختصاصی NTU ، یک غشای الیاف تو خالی را با اولترا فیلتراسیون و نیز اسمز معکوس حذف کرده و این دو فرایند را ترکیب می کند. اینکار همچنین تنها به ۲ بار فشار آب نیاز دارد که بسیار کم بوده و شبیه فشار موجود در سیستم های تصفیه آب معمولی منازل است. در عین حال آبی را تولید میکند که حدودا به خالصی آبی که از طریق اسمز معکوس ایجاد می شود، می باشد. توسعه این تکنولوژی موفق در تصفیه آب ، از طریق موسسه تحقیقات آب و محیط زیست نانیانک NEWRI حدود دو سال طول کشید و در حال حاضر توسط شرکت NTU  زیر مجموعه De.Mem تجاری سازی می شود.   De.Mem که صاحب چندین شرکت تصفیه آب در ویتنام و سنگاپور است، یک کارخانه تولید آزمایشی در سنگاپور خواهد ساخت که غشاهای جدید را تولید میکنند. ان جی وون جرن Ng Wun Jern استاد NTU ، و مدیر اجرایی NEWRI گفت: "این فناوری جدید نشانه گام بزرگ دیگری برای پیشروی در سنگاپور است همانگونه که در نوع خود اولین فناوری برای ورود به بازار می باشد.  پروفسور ان جی گفت : "با افزایش شهرنشینی و رشد سریع جمعیت جهان، جوامع و شهرهای بیشتری با چالش بی سابقه تقاضای رو به رشد آب پاک و تصفیه پساب مواجه خواهند شد. اگر ما به افزایش مداوم تقاضای آب پاک اشاره میکنیم، این چیزی است که جهان برای ابداع تکنولوژی های جدید مانند NTU الیاف غشا توخالی نانوی جدید نیاز دارد که به ما اجازه تصفیه آب و تولید آب بسیار پاک را با هزینه پایین می دهد و در عین حال دارای اطمینان بالا و نگهداری آسان می باشد.  وانگ رانگ Wang Rong استاد NTU و مدیر مرکز فناوری غشای سنگاپور است که هدایت تیم را در طراحی غشای جدید نانو فیلتراسیون به عهده گرفته است. او گفت آنها این تکنولوژی را برای تولید و تجاری سازی در مقیاس بالا طراحی کردند. یکی از چالش های اصلی که صنعت آن را ایجاد کرده، این است که فرایندهای اسمز معکوس به زمان زیادی برای تعمیر و نگهداری نیاز دارد، که همین موضوع انرژی بر می باشد. این مطلب را پروفسور وانگ توضیح داد که استاد مدرسه مهندسی عمران و محیط زیست NTU نیز است.  همچنین ساخت غشای جدید با مواد شیمیایی ارزان قیمت، آسان است که ۳۰ برابر ارزانتر از مواد شیمیایی معمولی است و مناسب تولید انبوه می باشد. آقای آندریاس کورل Mr Andreas Kroell ، مدیر ارشد اجرایی De.Mem گفت: غشای جدید تمام شکاف های بازار را در زمینه راه حل های تصفیه آب پر میکند. آقای کورل گفت: در آزمایشگاه ها دیده ایم زمانیکه پساب های صنعتی را با غشای نانوفیلتر جدید تصفیه میکنیم، کیفیت آب پاک تولید شده با اسمز معکوس قابل مقایسه است اما به فشار بسیار کمی نیاز دارد. از این رو هزینه را کاهش می دهد. چنین تکنولوژی موثر و کارامدی پتانسیل تجاری سازی قابل توجهی دارد و میتواند در بسیاری از پروژه هایی که شامل دستگاه تصفیه آب یا تصفیه فاضلاب صنعتی می شود، استفاده شود. De.Mem طرح غشای جدید را پیش از آنکه مقدار آن به خطوط  محصولات صنعتی کامل برسد، در دنیای واقعی در کارخانه اش برای ارزیابی اثربخش و کارایی آن استفاده کرد.   تاریخ :   ۷ژوییه ۲۰۱۶           منبع:   دانشگاه تکنولوژی نانیانگ       **ن

به چند دلیل مهم، استفاده از الماس برای تصفیه آب و فاضلاب موثر است رابین تاکر Robyn Tucker، ویرایشگر انجمن دیجیتال گروه واتر تکنولوژی Water Technology  با دکتر تیم مولارت Tim Mollart، مهندس کاربردهای ارشد در گروه شش عنصر Element Six Group در مورد کاربردهای تصفیه آب بوسیله الماس دارای بور صحبت کرد که شرکت او می‌سازد. این کاربردها شامل فاضلاب سوزآور ناشی از فعالیت‌های پالایش نفت، فاضلاب و پساب‌های نساجی که در رنگرزی پارچه ایجاد می شوند، فاضلاب سمی دارویی، آب زباله دفن شده در خاک که می‌تواند شامل آمونیاک و نیترات باشد. مولارت می‌گوید «الماس یک فرایند تصفیه آب مبتنی بر اکسیداسیون پیشرفته است و این حقیقت که همه‌ی مواد را می‌گیرد نکته کلیدی است.»   بور الماس Boron diamond  به سه دلیل مهم است: تولید گاز اکسیژن را متوقف کرده، رادیکال هیدروکسیل hydroxyl radical تولید می‌کند. از نظر شیمیایی خنثی است. می‌توانید سیستم را در تراکم به شدت بالا و پساب هاب غلیظ بکار برد. همچنین کارایی و بازده آن خیلی بالاست.     **ن  

محققان موفق به تولید نوع جدیدی از دستگاه تصفیه آب شدند که با استفاده از آن حتی می توان از گل و لای و لجن هم آب آشامیدنی به دست آورد. این فناوری جدید توسط شرکت MSR و با نام تجاری Guardian Water Purifier ارائه شده است. سیستم های فیلترکننده تصفیه موجود در بازار تنها قابلیت حذف باکتری و عوامل میکروبی اسهال آور را دارند و کارایی چندانی برای نابودی میکروب ها ندارند و سیستم های تصفیه ساز آب نیز حذف میکروب ها را در زمان طولانی انجام می دهند. اما این دستگاه جدید که به راحتی نیز قابل حمل است ترکیبی از فیلترسازی و خالص سازی منابع آبی است و فرآیند نابودی ذرات بیولوژیکی را با کیفیتی بالا انجام می دهد. نکته قابل توجه اینجاست که عملکرد این دستگاه تصفیه آب بدون نیاز به مواد شیمیایی، باتری، نور ماورای بنفش و فیلترهای کربنی است. همچنین این دستگاه به طور خودکار خود را تمیز می کند. راز نهفته در این نوآوری به ساختار فیبر توخالی مخصوص این دستگاه مربوط می شود که می تواند ریزترین عوامل بیماریزا و باکتریایی را جداسازی و نابود کند. با استفاده از این دستگاه فیلتراسیون می توان در هر دقیقه ۲.۵ لیتر آب قابل نوشیدن به دست آورد. همچنین عمر مفید هر یک از این دستگاه ها برای تصفیه ۱۰ هزار لیتر آب آلوده تعریف شده است.     **ن

محققان سنگاپوری موفق به ساخت غشاء جدیدی شدند که با استفاده از آن می‌توان آب را با انرژی کمتری تصفیه کرد. در این غشاء از نوعی پروتئین نانوحفره‌ای استفاده شده است که کارایی بالایی در زدایش نمک از آب دارد. در حال حاضر رشد فزاینده‌ای برای آب قابل شرب در جهان وجود دارد به طوری که محققان به دنبال روش‌های قابل حمل تصفیه آب با انرژی کم هستند. محققان دانشگاه ملی سنگاپور با الهام از کلیه و حرکت آب از ریشه‌های گیاه موفق به ارائه غشاء جدیدی شده‌اند که می‌تواند آب را با فشارهای بسیار کم تصفیه کند. با این کار انرژی مورد نیاز برای تصفیه آب کاهش می‌یابد. این فناوری جدید می‌تواند هزینه خالص‌سازی آب را تا 30 درصد کاهش دهد. در حال حاضر از فشار اسمزی و هیدرولیکی برای عبور مولکول‌های آب از میان غشاءها استفاده می‌شود که بسیار انرژی‌بر و پرهزینه است. برای حل این مشکل، پژوهشگران سنگاپوری اقدام به طراحی و ساخت غشاء جدیدی کردند که در آن از نوعی پروتئین استفاده شده است. این پروتئین «آکواپورین» نام دارد که به صورت انتخابی به مولکول‌های آب اجازه عبور داده و مانع عبور یون‌ها و دیگر ترکیبات می‌شود. آکواپورین نام کانال‌هایی است که برای عبور آب در سلول‌های زنده استفاده می‌شود و به نوعی نقش تصفیه آب در طبیعت را به عهده دارد. این کانال‌ها قادرند با انرژی بسیار کم آب را از خود عبور داده و نمک‌ها و آلودگی را فیلتر کنند. با این روش، گیاه می‌تواند 90 تا 95 درصد از نمک‌های موجود در آب را فیلتر کند و کلیه انسان در روز 150 لیتر آب را تصفیه کند. این گروه تحقیقاتی با قرار دادن این پروتئین در غشاء پلیمری موفق به ساخت این غشاء شدند. نانوکانال‌های موجود در سطح غشاء موجب عبور مولکول‌های آب می‌شود در حالی که مقادیر بسیاری کمی از نمک از این غشاء عبور می‌کند. یکی از مزایای این غشاء استحکام مکانیکی آن است که موجب پایداری آن در طول تصفیه می‌شود. این ویژگی برای استفاده صنعتی از این غشاء بسیار ایده‌آل است. پژوهشگران این پروژه معتقدند که این غشاء می‌تواند برای تحقیقات زیستی نیز مورد استفاده قرار گیرد. همچنین می‌توان از آن در ساخت ادوات دیالیز با کارایی بالا استفاده کرد.       **ن

غشاء گرافنی برای اسمز معکوس محققان با استفاده از گرافن متخلخل موفق به ساخت غشائی با کارایی بالا برای اسمز معکوس شدند. با این روش می‌توان هزینه نمک‌زدایی از آب را کاهش داد. کمتر از یک درصد آب‌های روی کره زمین قابل آشامیدن است. این در حالی است که زدایش نمک و آلاینده‌های معدنی از این آب کاری چالش‌برانگیز است. اخیراً یک گروه تحقیقاتی از آزمایشگاه ملی اوک‌ریج Oak Ridge National Laboratory نشان دادند که می‌توان از غشاء‌های گرافنی متخلخل و مستحکم برای تصفیه آب استفاده کرد. شانون مارک ماهورین، از محققان این پروژه می‌گوید: « نتایج کار ما نشان داد که چگونه می‌توان از گرافن متخلخل برای نمک‌زدایی از آب استفاده کرد. این یک پیشرفت بزرگ به شمار می‌آید. مقدار جریان آب عبوری از این غشاء ده برابر بیشتر از غشاء‌های پلیمری تجاری اسمز معکوس است.» در حال حاضر از اسمز معکوس برای نمک‌زدایی استفاده می‌شود. نمک‌زدایی همیشه با صرف مقدار زیادی انرژی همراه است. محققان این پروژه با استفاده از یک غشاء جدید، فرآیند اسمز معکوس را با کارایی بالا انجام دادند، ایجاد حفره در گرافن کلید اصلی این کار است. بدون حفره، آب نمی‌تواند از غشاء عبور کند. باید حفره‌هایی با ابعاد مناسب برای عبور مولکول‌های آب ایجاد کرد. یون‌های نمک از مولکول‌های آب بزرگتر هستند بنابراین پشت حفره‌ها باقی می‌مانند. برای انجام اسمز معکوس باید مقداری فشار به محلول آب ناخالص وارد کرد تا مولکول‌های آب به آن سوی غشاء بروند. در فرآیند اسمز معکوسی که در حال حاضر کاربرد دارد، از غشاء پلیمری که به آن فیلتر ممبران می گویند استفاده می‌شود. گرافن متخلخل دارای استحکام فیزیکی و شیمیایی بالایی است و می‌تواند نفوذپذیری بیشتری نسبت به غشاء پلیمری داشته باشد. در نتیجه زدایش نمک از آب با سرعت بالاتری انجام می‌شود. محققان با استفاده از جریان متان عبوری از یک کوره، گرافن را روی فویل مس ایجاد کردند. سپس این گرافن به روی زیرلایه نیترید سیلیکون منتقل می‌شود که حفره‌های میکرومقیاس دارد. با اعمال پلاسمای اکسیژن، برخی اتم‌های کربن از شبکه گرافن خارج شده و حفره‌هایی ایجاد می‌کنند. با افزایش زمان پلاسما، ابعاد حفره‌ها نیز افزایش می‌یابد. نتایج این پژوهش در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده است.     **ن

تلاش دانشگاه صنعتی اصفهان و شرکتی داخلی در ساخت نمونه‌های نانوغشایی جهت تصفیه‌ی آب آشامیدنی با توجه به کمبود بارش‌ها و بحران کمبود منابع آب ، یکی از دغدغه‌های مهم کشورهای صنعتی و پر جمعیت تهیه‌ی آب آشامیدنی سالم و عاری از هرگونه آلودگی است. یکی از راهکارهای غلبه بر این مشکل، تصفیه‌ی منابع آبی موجود است. روش‌های مختلفی به منظور تصفیه‌ آب‌ آلوده و جداسازی آلاینده‌های آلی و میکروبی از آن‌ها به کار گرفته می‌شود. در این میان، استفاده از فرایند فیلتراسیون به کمک غشاها یکی از روش‌های ساده و پرکاربرد در این زمینه به شمار می‌رود. محققان دانشگاه صنعتی اصفهان در طرحی تحقیقاتی موفق به ساخت نانوغشاهایی شده‌اند که قادر است میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و همچنین فلزات سنگین را از آب‌ حذف کند. ساخت این نانوغشاها در مقیاس آزمایشگاهی و با حمایت شرکت دانش بنیان نانوتارپاک صورت گرفته و در صورت دستیابی به تولید انبوه می‌تواند در ساخت انواع دستگاه‌ تصفیه‌ آب‌ آشامیدنی منازل به کار گرفته شود. مهندس آرزو اسدی، مجری طرح، در خصوص فعالیت صورت گرفته در این تحقیقات عنوان کرد: «از آنجا که یکی از نگرانی‌های اساسی در مورد آب آشامیدنی، وجود باکتری‌های بیماری‌زا در آن است، لذا در این طرح، تولید نانوغشایی مدنظر قرار گرفت که منجر به کاهش آلاینده‌های باکتریایی از آب شوند. از طرفی عملکرد این نانوغشا در جداسازی یون‌های کادمیوم از نمونه‌های آبی نیز مورد بررسی قرار گرفت.» وی در خصوص مزیت‌های روش فیلتراسیون افزود: «استفاده از فیلتر‌اسیون به کمک غشاها روشی با هزینه‌های کمتر و مصرف انرژی پایین‌تر برای کاهش آلاینده‌هاست و نسبت به روش‌های شیمیایی، خطرات زیست محیطی کمتری دارد. از طرفی استفاده از نانوالیاف در فیلتراسیون، بازده حذف آلاینده‌ها را در افت فشار کمتری فراهم می‌آورد. بنابراین کاربرد غشاهایی از جنس نانوالیاف به عنوان تجهیزات فیلتراسیون، منجر به کاهش هزینه‌های فرایند تصفیه آب و نیز کاهش آلودگی‌های زیست محیطی خواهد شد.» به گفته‌ی این محقق در ساخت این غشا از نانوالیاف پلی اکریلونیتریل و همچنین نانوذرات بوهمیت به صورت همزمان استفاده شده است و اثر حضور نانوذرات بوهمیت بر خواص ساختاری، اثرات ضدباکتری و بازده حذف نهایی نانوغشای سنتز شده مورد بررسی قرار گرفته است. بوهمیت یا آلومینیوم مونوهیدروکسیل اکسید، یک ماده‌ی میانی جهت تولید آلومیناست که از دیرباز در طب به عنوان یک ماده‌ی افزودنی به واکسن برای بهبود درجه‌ی تأثیر آن و همچنین در داروهای رهاسازی استفاده می‌شده ‌است. در سال‌های اخیر نانوالیاف تولیدشده حاوی نانوذرات آلومینا برای تصفیه‌ آب و جذب یون‌های سنگین از آب نیز مورد توجه قرار گرفته است. نتایج این تحقیقات نیز نشان داده که افزودن نانوذرات بوهمیت به نانوالیاف پلی‌اکریلونیتریل، بازده حذف باکتری را افزایش می‌دهد. این میزان افزایش را می‌توان به مساحت سطح بالای نانوذرات و جاذبه‌ی الکتروستاتیکی بین سطح غشاء با بارهای مثبت و منفی باکتری‌ها دانست. همچنین جذب کادمیوم غشای نانوالیاف حاوی نانوذرات بوهمیت بیشتر از غشای ساخته شده از نانوالیاف خالص است. اسدی معتقد است نتایج این طرح افزون بر کاربرد به منظور کاهش آلودگی میکروبی و باکتریایی از آب، در سیستم‌های تصفیه‌ی هوا برای حذف ذرات معلق باردار نیز می‌تواند استفاده شود. این طرح در قالب پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد آرزو اسدی و با همکاری دکتر صدیقه برهانی انجام شده است. این پایان نامه که به سفارش شرکت دانش بنیان نانوتارپاک صورت گرفته، تحت عنوان پایان نامه‌ی مورد نیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه‌ی توسعه‌‌ی فناوری نانو نیز رسیده است.     **ن

با اکسیـد گرافـن، آلـودگـی را از آب جدا کنید با تغییرات آب و هوایی در زمین، فناوری تصفیه پساب به موضوعی مهم در دنیا تبدیل شده است. مطالعات زیادی پیرامون استفاده از گرافن در فیلترها انجام شده است، یافته‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که این ماده جادویی می‌تواند به رفع بحران آب در جهان کمک کند. محققان استرالیایی با همتایان آمریکایی خود موفق به ساخت فیلتری شدند که قادر است آلودگی‌های آب را بزداید.  این گروه تحقیقاتی با استفاده از اکسید گرافن، فیلتری ساختند که آب را با سرعت 9 برابر بیشتر از روش‌های رایج تصفیه می‌کند. نکته کلیدی در این پروژه آن است که اکسید گرافن به صورت ویسکوز مورد استفاده قرار گرفته است. مایناک ماجومدر از محققان این پروژه می‌گوید: « این روش برای ایجاد آرایش یکنواخت از گرافن مناسب بوده و در نهایت یک فیلتر با خواص ویژه ایجاد می‌کند.» ابوذر اکبری در مقاله‌ای که در نشریه Nature منتشر کرده نشان داده است که چگونه از گرافن می‌توان برای تصفیه آب استفاده کرد. اکبری می‌گوید: «رقابت جدی میان محققان برای تولید اولین فیلتر گرافنی وجود دارد. تاکنون تنها در آزمایشگاه امکان تولید چنین فیلترهایی وجود داشته است.» در مسیر یافتن گزینه‌ای مناسب برای تولید فیلتر کم مصرف تصفیه آب ، قرعه به نام اکسید گرافن افتاد. این گروه تحقیقاتی با محاسبات خود نشان دادند که اکسید گرافن می‌تواند به عنوان غشاء برای تصفیه آب استفاده شود به طوری که عملکرد آن بسیار بهتر از روش‌های رایج خواهد بود. پیش از این محققان از گرافیت برای این کار استفاده کرده بودند، که به دلیل ضخیم بودن، اثربخشی اندکی داشته است. این درحالی است که اکسید گرافن 100 هزار مرتبه از گرافیت نازکتر است؛ بنابراین اثربخشی آن بیشتر است. مولکول‌های آب به سادگی از میان اکسید گرافن عبور می‌کنند، در حالی آلودگی در میان این غشاء به دام می‌افتند. فناوری تولید این غشاء توسط محققان این پروژه به صورت پتنتی به ثبت رسیده است.     **ن