طرحی مشترک دانشگاه علوم پزشکی تهران و شرکت فاضلاب تهران برای تصفیه آب و پساب با نانوذرات

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، تمامی صنایع باید فاضلاب تولیدی خود را تصفیه کنند تا قابلیت دفع به محیط زیست یا استفاده مجدد را داشته باشند. عمده آلاینده‌های موجود در فاضلاب‌ها به دو بخش شیمیایی و میکروبی تقسیم می‌شود. از این رو میکروب‌کشی با یک گندزدای مؤثر، که مشکلات گندزداهای متداول را نداشته باشد، می‌تواند به صنایع مختلف در به دست آوردن استانداردهای آب یا پساب خروجی فاضلاب کمک نماید. به همین جهت دستیابی به یک گندزدای ایده‌آل همواره یکی از دغدغه‌های مهم صنایع تصفیه آب و فاضلاب است.

به گفته مهندس داریوش زینال زاده، از آنجایی که در سال‌های اخیر ضرورت پژوهش در زمینه گندزداهای نوین از اولویت‌های تحقیقاتی شرکت فاضلاب تهران نیز بوده است، لذا این طرح با همکاری شرکت فاضلاب تهران انجام شده است.

وی در ادامه به معرفی تحقیقات صورت گرفته در این طرح پرداخت و افزود: «نانوذرات نقره به دلیل خواص کاتالیستی و ضد‌میکروبی به عنوان یکی از شاخه‌های مهم فناوری نانو، به ویژه در حوزه گندزدایی سیستم‌های تصفیه آب و پساب مطرح است. در این طرح نانوذرات نقره مغناطیسی به صورت پودری و با قابلیت معلق ماندن در داخل نمونه‌های فاضلاب تولید و استفاده شد. این نانوذرات در مقایسه با پژوهش‌هایی که از نانوذرات نقره به صورت پوششی روی سطوحی نظیر سرامیک استفاده کرده‌اند، به دلیل افزایش میزان تماس گندزدا با میکروارگانیسم‌ها، قدرت گندزدایی بالاتری از خود نشان دادند».

به گفته زیتال زاده، نانوذرات سنتز شده از مزایایی از قبیل سرعت میکروب‌کشی بالا، بازدهی بالا در حذف آلاینده‌های میکروبی از آب و پساب فاضلاب و عدم تولید محصولات جانبی برخوردار است که چشم‌انداز بسیار مطلوبی در صنعت آب و فاضلاب کشور ایجاد خواهد کرد.

یکی از اصلی‌ترین محدودیت‌های استفاده از نانوذرات نقره به عنوان یک گندزدا، بالا بودن قیمت این عنصر است. اما در این طرح با ایجاد خاصیت مغناطیسی و جداسازی نانوذرات، امکان بازیابی و استفاده مجدد برای گندزدای سنتز شده فراهم شده است. در واقع این ترکیب بدون اینکه تغییر محسوسی در راندمان و قدرت گندزدایی آن ایجاد شود، تا 11 مرتبه قابلیت استفاده مجدد را دارد.

از طرفی، اگرچه یک ترکیب گندزدا می‌تواند در از بین بردن میکروارگانیسم‌ها مفید باشد، حضور آن در محیط زیست نیز به میزان بالایی خطرناک است. اما نتایج بررسی‌های صورت گرفته در این تحقیقات نشان داده که پس از جداسازی گندزدا، مقادیر یون‌های آهن و نقره خروجی پساب حتی در pH های خیلی اسیدی و خیلی قلیائی نیز کمتر از مقادیر استاندارد آب شرب است. این امر بیانگر ثبات یون‌های آهن و نقره در نانوذرات تولید شده و بی‌خطر بودن ترکیب سنتز شده است.

این محقق در پایان در توضیح دلایل لزوم اصلاح سطح این نانوذرات عنوان کرد: «جرم مولی نقره بالاست که خود دلیلی بر تمایل ترکیب به ته‌نشین شدن و به دنبال آن کم شدن تماس گندزدای سنتز شده با میکروارگانیسم‌هاست. به همین دلیل ترکیب فوق با لایه‌ای کربنی اصلاح شد که منجر به معلق شدن این ترکیب در محلول و افزایش راندمان فرایند تصفیه نمونه‌های فاضلاب شد».

این طرح در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندس داریوش زینال زاده از دانشگاه علوم پزشکی تهران، به راهنمایی دکتر روشنک رضایی و دکتر رامین نبی‌زاده و با همکاری شرکت فاضلاب تهران انجام شده است.