پساب صنعتی زیر تیغ نانو/ از جشنواره دانشجویی تا تحولی بزرگ

به گزارش خبرنگار علم و فناوری خبرگزاری رابو، یک شرکت علمی موفق به طراحی و تولید سیستم های پیشرفته هوا و فاضلاب صنعتی شده است.

فاضلاب صنعتی یکی از بزرگترین مشکلات زیست محیطی در جهان است. این پسماندها که شامل مواد شیمیایی، فلزات سنگین و آلاینده های مختلف می شود، می تواند به منابع آب، خاک و هوا آسیب جدی وارد کند. عدم وجود فاضلاب مناسب نه تنها سلامت انسان و موجودات زنده را تهدید می کند، بلکه منجر به تخریب اکوسیستم ها و کاهش تنوع زیستی می شود. بنابراین استفاده از فناوری‌های نوین به‌ویژه نانوتکنولوژی در تصفیه این زباله‌ها می‌تواند تغییرات زیادی در حفاظت از محیط زیست ایجاد کند. فناوری نانو با ارائه راهکارهای کارآمد و مقرون به صرفه در تصفیه فاضلاب صنعتی قادر است آلودگی را به حداقل برساند و شرایط محیطی را بهبود بخشد.

الزامات ویژه برای تصفیه فاضلاب صنعتی

پیچیدگی فاضلاب صنعتی که می‌تواند حاوی مخلوطی از آلاینده‌های شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی باشد، نیازمند استانداردهای تصفیه سخت‌گیرانه متناسب با فرآیندهای صنعتی خاص است. این الزامات عبارتند از:

محدودیت های آلاینده خاص

استانداردها اغلب آلاینده ها و آلاینده های هدف هستند، مانند ترکیبات آلی فرار، فلزات سنگین و جامدات. این استانداردها بر اساس سمیت، ماندگاری و تجمع زیستی آلاینده ها ایجاد شده اند.

الزامات تکنولوژیکی

مقررات ممکن است اتخاذ فن آوری های پیشرفته تصفیه یا بهترین تکنیک های موجود (BAT) را برای به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی مشخص کند.

صدور مجوز و رعایت

تأسیسات صنعتی معمولاً برای دریافت مجوز مورد نیاز هستند که الزامات درمان، نظارت و تعهدات گزارش دهی را شرح می دهد. مطابقت با این مجوزها به طور مرتب توسط مقامات نظارتی بررسی می شود.

اثرات زیست محیطی تصفیه فاضلاب

سیستم های تصفیه آب صنعتی در صورت لزوم اثرات زیست محیطی دارند:

مصرف انرژی

این سیستم‌ها می‌توانند بسیار انرژی‌بر باشند، به‌ویژه در فرآیندهایی که نیاز به فن‌آوری‌های پیشرفته درمانی مانند اسمز معکوس یا ضدعفونی UV دارند.

آلاینده های ثانویه

فرآیندهای پردازش می‌توانند آلاینده‌های ثانویه مانند محصولات جانبی ضدعفونی (DBPs) یا جریان‌های زباله متمرکز (نمک حاصل از فرآیندهای نمک‌زدایی) تولید کنند که نیاز به مدیریت اضافی دارند.

گل زدایی

تصفیه فاضلاب لجنی تولید می کند که برای جلوگیری از آلودگی محیط زیست باید تصفیه شود.

هر یک از این اثرات زیست محیطی را می توان با استفاده از روش های مدرن تصفیه فاضلاب صنعتی به حداقل رساند که در روش های زیر توضیح داده شده است.

روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب صنعتی

فن آوری های جدید در تصفیه فاضلاب بر کارایی، پایداری و کاهش اثرات زیست محیطی ثانویه تمرکز دارد. برخی از روش های امیدوار کننده عبارتند از:

فناوری نانو حباب

یک رویکرد نوآورانه برای تصفیه و تصفیه آب که از حباب های گاز بسیار کوچک، معمولا کمتر از 200 نانومتر استفاده می کند. این حباب‌ها که با چشم غیرمسلح نامرئی هستند، ویژگی‌های منحصربه‌فردی را ارائه می‌کنند که به دلیل اندازه و نسبت سطح به حجم زیاد، می‌تواند فرآیندهای مختلف در تصفیه آب را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

فناوری های غشایی

نوآوری‌ها در فناوری غشاء، مانند اسمز پیشرو و تقطیر غشایی، مصرف انرژی کمتری را در مقایسه با اسمز معکوس سنتی ارائه می‌دهند، زیرا آنها در شرایط سخت‌تر عمل می‌کنند و به طور موثر مواد جامد محلول را حذف می‌کنند.

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)

AOPهای جدیدتر، از جمله اکسیداسیون الکتروشیمیایی، واکنش‌های سونوشیمیایی، و فرآیندهای فوتوکاتالیستی پیشرفته، در تخریب آلاینده‌های آلی پایدار و پاتوژن‌ها مؤثر هستند. این فرآیندها رادیکال های بسیار واکنش پذیری را در شرایط محیطی تولید می کنند که می توانند آلاینده های آلی را به دی اکسید کربن و آب تبدیل کنند.

سیستم های بیوالکتروشیمیایی

این سیستم‌ها از فناوری‌های الکتروشیمیایی میکروبی برای تصفیه فاضلاب و در عین حال بازیابی انرژی به عنوان الکتریسیته یا مواد شیمیایی ارزشمند مانند هیدروژن استفاده می‌کنند که می‌تواند به میزان قابل توجهی ردپای انرژی تصفیه فاضلاب را کاهش دهد.

فناوری های بازیابی مواد مغذی

تکنیک هایی مانند بارش استروویت و هضم بی هوازی به طور فزاینده ای نه تنها برای تصفیه فاضلاب، بلکه برای بازیابی مواد مغذی مانند فسفر و نیتروژن نیز استفاده می شود که می توانند به عنوان کود مورد استفاده مجدد قرار گیرند و به بازیابی منابع و پایداری کمک کنند.

سیستم های هیبریدی

ترکیب فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی و شیمیایی، مانند ادغام تالاب های ساخته شده با سیستم های مکانیکی سنتی، می تواند کارایی و پایداری تصفیه را افزایش دهد. این سیستم های هیبریدی می توانند مزایای بیشتری مانند بهبود محیط زیست و بهبود زیبایی را ارائه دهند.

مزایای فناوری نانو حباب

نانوحباب ها چندین مزیت قابل توجه دارند که باعث افزایش سودمندی آنها در کاربردهای مختلف می شود:

عمر طولانی

برخلاف حباب‌های کوچک، نانوحباب‌ها به سرعت به سطح بالا نمی‌آیند و به آنها اجازه می‌دهد در محلول باقی بمانند و اثر خود را برای مدت طولانی حفظ کنند.

سطح بالا

نسبت سطح به حجم بالای نانوحباب‌ها انتقال جرم را افزایش می‌دهد و فرآیندهایی مانند انحلال گاز و واکنش‌های شیمیایی را کارآمدتر می‌کند.

خواص واکنشی

حباب‌های نانو در هنگام فروپاشی می‌توانند گونه‌های اکسیژن فعالی تولید کنند که در تجزیه آلاینده‌های آلی و استریل کردن سطوح آنها مؤثر است.

مزایای الکترواستاتیک

سطح باردار نانوحباب ها می تواند آلاینده های باردار را جذب و خنثی کند و آنها را از محلول حذف کند.

تولد یک شرکت دانش آموخته از مرکز دانشگاه

مهدی اعتمادی فارغ التحصیل دانشکده مهندسی نانو شیمی فعالیت خود را از سال 1395 به عنوان تیم دانشجویی و شرکت در جشنواره های ویژه فناوری نانو آغاز کرد. وی با معرفی محصولات نوآورانه در مسابقات دانشجویی و پروژه های فناورانه ستاد توسعه فناوری های نانو موفق به کسب حمایت مالی و تخصصی شد.

این تیم پس از چندین سال تحقیق و توسعه توانست با تبدیل شدن به یک استارتاپ وارد بازار شود و در نهایت در سال 2019 شرکت علمی Besta Nano Technologies فیدار را تأسیس کرد. در حال حاضر این شرکت با گردش مالی سالانه بیش از 50 میلیارد تن در زمینه طراحی و بهره برداری از سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی و هوای آلوده فعالیت می کند.

ویژگی های سیستم تصفیه آب

سیستم های طراحی شده توسط این شرکت منحصرا برای صنایع مختلف از جمله پروتئین، نفت و پالایش نفت تولید می شود. این سیستم ها از چند بخش اصلی تشکیل شده اند:

1. متعادل کننده و تمیز کننده مکانیکی

مجهز به الکترودهای نانو خود تمیز شونده برای افزایش عمر تجهیزات و جلوگیری از خوردگی.

2. تله های نفت و مخازن ذخیره سازی

کاهش COD (نیاز به اکسیژن شیمیایی) با کمک غشاها و نانوحباب‌های نانو.

3. فرآیند ازن زنی

حذف آلودگی های میکروبی و عفونی با فناوری نانو حباب و گاز ازن.

این سیستم ها قادر به تصفیه بیش از 300 هزار لیتر (300 متر مکعب) فاضلاب در روز هستند و تولید آنها مطابق با استانداردهای زیست محیطی کشور است.

افتتاح پروژه جاجرود

یکی از پروژه های کلیدی این شرکت طراحی و ساخت سیستم تصفیه فاضلاب کارخانه “آوا پروتئین” جاجرود است. این کارخانه تولید کننده سوسیس، کالباس، ناگت و گوشت مرغ با حجم زیادی از ضایعات صنعتی مواجه بود که مشکلات زیست محیطی جدی ایجاد کرد. سیستم نظافت نصب شده با سرمایه گذاری 70 میلیارد ریالی در مدت زمان کوتاهی تکمیل و با حضور دبیر ستاد توسعه فناوری نانو افتتاح شد.

امتادی به خبرنگار علمی رابو گفت: در این سیستم از نانو اپوکسیدها برای طراحی شناورهایی استفاده می شود که طول عمر بالایی دارند. همچنین در این دستگاه از فناوری نانو ازن برای کاهش آلودگی میکروبی استفاده شده است.

میزان تولید این شرکت پروتئینی 400 هزار لیتر در روز است و اکنون با ساخت دستگاه پاک کننده نانو، این شرکت دیگر محیط زیست را آلوده نمی کند. پساب تصفیه شده با این دستگاه به آبی تبدیل می شود که در خط تولید شرکت مورد استفاده مجدد قرار می گیرد.

مزایای نانوتکنولوژی در تصفیه فاضلاب

به گفته اعتمادی، استفاده از فناوری نانو در این سیستم ها دارای چند مزیت کلیدی است:

کاهش هزینه

فناوری نانو هزینه های نگهداری و تعمیر را کاهش می دهد.

افزایش کارایی

با کاهش CO و افزایش میزان اکسیژن محلول، عملکرد دستگاه ها بهبود می یابد.

رفع آلودگی میکروبی

فناوری ازن سازی و نانوذرات کیفیت بالای زباله را تضمین می کند.

ایجاد اشتغال و توسعه فناوری

این شرکت با تمرکز بر استفاده از کارشناسان داخلی توانسته است بیش از 40 نفر مستقیم و زمینه اشتغال ده ها نفر دیگر را به صورت غیر مستقیم فراهم کند.

مشکلات و پیشنهادات

مهدی اعتمادی در گفتگوی صمیمانه با خبرنگار رابو در خصوص مشکلات موجود در مسیر فعالیت های زیست محیطی اظهار داشت: یکی از مشکلات اساسی، حمایت مالی کافی از صنایع کوچک و متوسط ​​است. پیشنهاد می کنم بخشی از درآمد جریمه های زیست محیطی به صورت وام یا تسهیلات در اختیار این صنایع قرار گیرد.

امتادی تاکید کرد: هدف اصلی این شرکت گسترش استفاده از فناوری های نانو در زمینه های مختلف برای کاهش آلودگی های زیست محیطی و حل بحران های اقلیمی است. وی همچنین از برنامه های توسعه این شرکت برای ورود به بازارهای بین المللی خبر داد.

این شرکت علمی ایرانی نمونه ای موفق از ارتباط با فناوری و صنعت پیشرفته نانو است که با ایجاد سیستم های تصفیه فاضلاب کارآمد نقش مهمی در بهبود محیط زیست کشور ایفا می کند. این پروژه ها علاوه بر کاهش هزینه ها و مشکلات زیست محیطی صنایع، فرصت های شغلی و توسعه فناوری را نیز ایجاد کردند.

گزارش: زهرا وجانی

انتهای پیام/