میرنیوز
پوشش جدیدی که فناوری نمک‌زدایی را کارآمدتر و کمتر سمی می‌کند
2020-11-17T16:43:03+03:30
به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، در حالی که "اسمز معکوس" نوعی شیرین سازی و نمک زدایی آب دریا است که نسبتاً مصرف انرژی کمی دارد، با این وجود به دلیل مشکلی که به عنوان سوخت زیستی شناخته می‌شود، کارآیی کمتری دارد. با این حال، یک پوشش غشایی جدید می‌تواند این مشکل را به شکل بی سابقه‌ای حل کند.
"اسمز معکوس"(Reverse Osmosis) فرآیند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده می‌شود. اگر یک غشای نیمه‌تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب به صورت طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت پایین‌تر به غلظت بالاتر جریان می‌یابد. این پدیده تا هنگامی که پتانسیل‌های شیمیایی دو طرف برابر گردند، ادامه خواهد یافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشاء برابر اختلاف فشار اسمزی است. اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد، جریان آب قطع خواهد شد. در صورتی که فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد، جهت جریان طبیعی آب، معکوس خواهد گردید.
در این روش آب با فشار از میان غشایی گذرانده می‌شود که نیترات و سایر مواد معدنی و بسیاری از مواد شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها(عمدتاً باکتری‌ها) را حذف می‌کند. نیم تا دو سوم آب پشت این غشا باقی می‌ماند که به عنوان آب پسمانده(Concentrate) دور ریخته می‌شود. می‌توان پسماند خروجی را مجدداً به سیستم بازگرداند تا در مصرف آب صرفه جویی به عمل آید. اگر پسآب خروجی که نیم تا دو سوم آب را تشکیل می‌دهد در یک سیکل چرخشی وارد شود می‌توان راندمان سیستم را افزایش داد.
همچنین بهترین روش نمک زدائی از آب‌های شور استفاده از فرآیند "اسمز معکوس" است، زیرا سیستم پیچیده‌ای نداشته و راهبری آن قابلیت کنترل بیشتری را از دیگر روش‌ها دارا است و با توجه به توسعه روش‌های پیشرفته تولید غشاهای پلیمری، به کارگیری این روش توجیه بیشتری دارد.
صنایع امروز برای تصفیه آب مورد استفاده در بخش‌های تولید بخار و فرآیند خود از سیستم "اسمز معکوس" به فراوانی استفاده می‌کنند. اساس کار این دستگاه‌ها بر عبور مولکول‌های غیر یونی مثل آب از یک غشاء با روزنه‌های بسیار ریز بنا شده است. این غشاها به صورتی ساخته شده‌اند که مولکول‌های خنثی را به راحتی از خود عبور می‌دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم که دارای املاح مختلف است به آب تقریباً خالص تبدیل می‌گردد.
در سیستم "اسمز معکوس"، جریان ورودی یا خوراک(Feed) به دو جریان آب تصفیه شده(Permeate) و پساب غلیظ(Concentrate) یا (Brine) تبدیل می‌شود. سیستم "اسمز معکوس" که به واسطه فیلتری که به آن غشاء گفته می‌شود عملیات جداسازی مولکول را انجام می‌دهد. به این صورت که غشاء یا لایه‌های به هم تابیده شده به دور یک لوله استوانه‌ای که بیشتر از جنس پلاستیک است با روزنه‌هایی که اندازه آنها از یک ده هزارم میکرون کوچکتر هستند آلاینده‌های آب را جداسازی می‌کند. این آلاینده‌های آب شامل نیترات، انگل، باکتری، قارچ، سموم کشاورزی، نمک و سایر املاح محلول آلوده‌کننده می‌باشند.
به بیان خیلی پایه و ساده، "اسمز معکوس" شامل استفاده از فشار زیاد برای انتقال آب دریا از طریق یک غشا نیمه تراوا است. آن غشاء، نمک را از آب فیلتر می‌کند، اما باکتری‌ها و سایر میکروب ها نیز به تدریج در سطح آن جمع می شوند. با گذشت زمان، این میکروارگانیسم ها به یک نوار زیستی یا بیو فیلم‌های لزج تبدیل می‌شوند که باعث می‌شود غشاء کمتر نفوذ پذیر باشد. در نتیجه، انرژی بیشتری برای عبور آب از آن نیاز است.
اگرچه در حال حاضر پوشش‌های غشایی دیگری وجود دارند که به کاهش سوخت زیستی کمک می‌کند، اما بسیاری از آنها دارای مواد شیمیایی سمی هستند که به غشاء می‌چسبند و این مواد شیمیایی در نهایت به دریا منتقل می‌شوند.
به علاوه، به گفته دانشمندان دانشگاه علم و صنعت ملک عبدالله عربستان سعودی(KAUST)، چنین پوشش‌هایی این بیوفیلم‌ها را به طور کامل از بین نمی‌برد. بنابراین، این محدودیت محققان را بر آن داشت تا یک پوشش غیرسمی "پلی الکترولیت" ایجاد کنند.
این ماده به عنوان یک مایع در جریان آب تصفیه نشده دریا وارد می‌شود و از طریق فعل و انفعالات الکترواستاتیک به سطح غشاء متصل می‌شود. بنابراین نیازی به مواد شیمیایی نیست.
هنگامی که بیوفیلم انسدادی روی پوشش حاصل تشکیل شود، یک محلول دارای مقدار زیادی نمک با سرعت افزایش یافته از سیستم آب شیرین کن عبور می‌کند و آن را می‌شوید. این باعث می شود که پوشش از غشاء جدا شده، از هم بپاشد و کل بیوفیلم را با خود ببرد. سپس یک پوشش جدید اعمال می‌شود.
در تست‌های آزمایشگاهی، پس از انجام فرآیند حذف بیوفیلم، غشای پوشیده شده از پلی الکترولیت، کارایی دو برابری را به نمایش گذاشت.
این تحقیق توسط دکتر "ماریا فرناندا ناوا اوکامپو" دانشجوی دکترا و تحت نظارت پروفسور "ژوهانس وروونولدر" انجام می‌شود و در مجله Desalination منتشر شده است.
انتهای پیام
منبع : خبرگزاری ایسنا
کلمات کلیدی : میرنیوز اسمز معکوس نمک زدایی شیرین سازی آب دریا
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
ادعای جدید ماسک برای دسترسی ساده موبایل به اینترنت استارلینک
تغییر دو عضو شورای عالی حوزه‌های علمیه
امروز آخرین مهلت ثبت‌نام ارشد بدون آزمون دانشگاه علم و صنعت
فرصت انتخاب رشته در آزمون دکتری تخصصی رشته‌های علوم پزشکی آغاز شد
بوی کپسول روسی در فضا پیچید
افشین: پارک‌های انیمیشن توسط بخش خصوصی راه اندازی می‌شود
۲میلیارد تراکنش در «مرکز ملی تبادل اطلاعات» از ابتدای دولت چهاردهم
نانوحباب‌ها داروی ضدسرطان را به ریه می‌رسانند
شاخص بهداشت آب کدام شهرها مناسب نیست؟
مدیرکل دفتر مشاوره، سلامت و سبک زندگی سازمان امور دانشجویان منصوب شد
شاخص‌های بهداشت آب کدام شهرها مناسب نیست؟
متا سال آینده برای خرید اینستاگرام و واتس اپ به دادگاه می رود
زمان برگزاری هفدهمین دوره المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی اعلام شد
دو بیماری که سلامت زنان را تهدید می‌کند
خطر ایجاد کارخانه تولید مقاله با هوش مصنوعی!
مدارک دکتری و پزشکی دانشگاههای آذربایجان فاقد اعتبار است
واکنش «زاکانی» به چادرخوابی همراهان بیمار
وضعیت شیوع آبله میمون در ایران و جهان + علائم بیماری
۵ سال زندان در انتظار رییس سامسونگ
استعدادهای برتر جامعه‌الزهرا(س) شناسایی می‌شوند
پیامک‌های پذیرش خارج از کنکور دانشگاه علوم پزشکی ایران کلاهبرداری است
تناسب اندام می‌تواند به پیشگیری از زوال عقل کمک کند
آغوش باز معاونت علمی برای استفاده از ظرفیت‌های علوم انسانی در «حکمرانی فناورانه»
درد مزمن مفاصل روی عملکرد مغز اثر می‌گذارد
همایش ملی دستاوردهای علمی فرش ایران برگزار خواهد شد
فراخوان جذب هیئت علمی در دانشگاههای علوم پزشکی بهمن ماه اعلام می‌شود
هوش مصنوعی از انجام پژوهش‌های تکراری جلوگیری می‌کند
ساخت اولین دستیار صوتی آفلاین اندروید توسط متخصصان ایرانی
پیشگویی چت جی پی تی از آینده پژوهش و استنادات علمی
رفع نیاز آزمایشگاه‌های آنالیز مواد شیمیایی با دستگاه ایران ساخت
