کاربرد نانو ذرات در تصفیه آب راهکارها و چالش‌ها
آلودگی محیط زیست و منابع آب در کشورهای در حال توسعه و توسعه‌یافته یکی از مهم‌ترین نگرانی‌های دنیای امروز است. فعالیت‌های انسانی علت اصلی آلودگی منابع آب مانند اقیانوس‌ها، رودخانه‌ها و... هستند که نتیجه این آلودگی کاهش کیفیت منابع آب سالم خانگی و صنعتی تا حد زیادی است.
مواد شیمیایی سمی مانند فلزات سنگین، آفت‌کش‌ها، مواد شیمیایی دارویی، هیدروکربن‌های پلی آروماتیک، حلال‌های آلی و معدنی، پاتوژن‌ها و سایر آلاینده‌ها به آب‌ها نفوذ کرده، در آنها حل می‌شوند و در آب ایجاد رسوب می‌کنند.
برای بهبود کیفیت آب منابع طبیعی و تأمین آب مناسب برای استفاده انسان، روش‌های مختلفی به‌کار گرفته شده است. استفاده از نانو ذرات در تصفیه آب یکی از فناوری‌های نوین تصفیه آب است.
کاربرد نانو ذرات در تصفیه آب
نانوتکنولوژی با استفاده از نانو ذرات به برخی از مشکلات مهم جهان مانند تأمین مداوم آب آشامیدنی سالم برای جمعیت در حال رشد پاسخ می‌دهد. کاربرد نانوتکنولوژی در تصفیه آب باعث می‌شود نانو ذرات با اندازه کوچکتر از 100 نانومتر، ذرات و آلاینده‌های معلق در آب را حذف کنند.
نانو ذرات قادر به حذف ذرات ریز و محلول‌های آلی و غیرآلی هستند و می‌توانند کیفیت آب را بهبود بخشند. نانو مواد معدنی مانند نانو ذرات نقره و نانو ذرات تیتانیوم دی‌اکسید نیز می‌توانند در تصفیه آب صنعتی موثر باشند.
• نانو ذرات نقره به عنوان یک عامل ضد‌میکروب قوی عمل می‌کنند و با اثر آنتی‌باکتریال خود، باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها را در آب از بین می‌برند.
• نانو ذرات تیتانیوم دی‌اکسید نیز توانایی اکسیداسیون آلاینده‌های آلی و غیرآلی را دارند و با استفاده از نور خورشید، فعالیت آنها تقویت می‌شود.
استفاده از نانو ذرات در تصفیه آب می‌تواند کیفیت آب را تا حد زیادی افزایش دهد. در ادامه تاثیر نانو ذرات مختلف در تصفیه آب را بررسی می‌کنیم.
نانو ذرات آلی در تصفیه آب
نانو ذرات آلی به دلیل حالت هیبریداسیون ساختاری دارای خواص الکتریکی، شیمیایی و فیزیکی منحصر به فردی هستند. این نانو ذرات در تصفیه آب بسیار موثر هستند؛ زیرا به یکی از بهترین جذب‌کننده‌های آلاینده‌های آلی و معدنی در آب‌های آلوده تبدیل شده‌اند.
نانو ذرات معدنی در تصفیه آب
نانو ذرات معدنی اصلی مورد استفاده در تصفیه آب شامل نانو ذرات اکسید فلزی مانند نانو ذرات TiO2، نانو ذرات نقره، نانو ذرات Fe وFeO ، نانو ذرات CuO و نانو ذرات سیلیکا است.
این نانو ذرات در تصفیه آب دارای قدرت جذب‌کنندگی عالی برای فلزات سنگین و آلاینده‌های آلی آب کلر هستند. قطر قابل تنظیم منافذ و سهولت عملکرد، نانو ذرات SiO2 را برای کاربرد در بسیاری از صنایع مناسب می‌کند. گروه‌های OH واقع بر نانو ذرات SiO2 به تصفیه آب و آلودگی‌زدایی آلاینده‌ها از آب کمک می‌کند.
نانو ذرات پلیمری در تصفیه آب
نانو ذرات پلیمری در تشخیص و حذف انواع آلاینده‌ها از جمله فلزات سنگین مانند آهن، جیوه، منگنز، آلاینده‌های آلی مانند آفت کش‌ها، داروها، ترکیبات آلی فرار، سایر ترکیبات آلیفاتیک و معطر، گازهایی مانند SO2 استفاده می‌شوند.
چالش‌های استفاده از نانو ذرات در تصفیه آب
کاربرد نانوتکنولوژی در تصفیه آب به دلیل مشکلات اقتصادی فعلی، مشکلات فنی، هزینه‌های عملیاتی بالا و آسیب‌های زیست محیطی و انسانی احتمالی، اکنون به تحقیقات آزمایشگاهی و آزمایشی محدود شده است.
یک مشکل حیاتی در این زمینه، کمبود بررسی مکانیکی نانو ذرات به کار رفته در آلودگی زدایی فاضلاب است. نانو ذرات رسوب‌شده بر روی بدنه دستگاه تصفیه آب ممکن است برای مدت طولانی باقی بمانند و وارد سطوح تغذیه‌ای بالاتر اکوسیستم شوند.
بررسی تکنیک‌های مختلف برای جلوگیری از رسوب نانو ذرات و جلوگیری از سمی شدن محیط زیست ضروری است. ساخت نانو ذرات بیوژن با ویژگی‌هایی مانند پایداری، هزینه کم و قابل اطمینان زیست محیطی، می‌تواند به طور قابل توجهی به تصفیه آب آلوده کمک کند.
اگرچه روش‌های نانوتکنولوژی مانند جذب سطحی، فوتوکاتالیز و فیلتر ممبران در تصفیه فاضلاب بسیار موفق هستند، اما استفاده از آنها محدود است. ترکیب نانوتکنولوژی با سایر روش‌های تصفیه می‌تواند به حل این مسائل و تسریع روند کمک کند.
نانو ذرات به دلیل انرژی سطح بالایی که دارند، فاقد تعادل هستند. بنابراین، آلاینده‌ها بسیار ناپایدار بوده و به راحتی می‌توانند تغییر کنند یا با سایر مواد شیمیایی واکنش دهند تا در شرایط خاص حالت پایدارتری ایجاد کنند.
نانو ذرات در این روش دستخوش تغییرات سودمند یا نامطلوب می‌شوند. به دنبال آن واکنش پذیری بالا و پایداری ضعیف را شاهد خواهیم بود.
تاکنون روش‌های محدودی برای بازیافت و استفاده مجدد از نانو ذرات کشف شده است. این روش‌ها باید در دسترس، مقرون به صرفه، سریع و کم مصرف باشند. رایج‌ترین روش بازیابی نانو ذرات شامل استفاده از آهنربا برای حذف آلایندهای حاوی آهن از آب آلوده است.
جمع‌بندی
در دنیای امروز، تصفیه آب برای تامین آب سالم، بسیار ضروری است. به همین جهت بسیار مهم است که تولید و استفاده از نانوذرات برای تصفیه آب مقرون به صرفه باشد. شما می‌توانید انواع محصولات تصفیه آب صنعتی آبین را به کمک مشاوران این مجموعه تهیه کنید.
وبسایت آبین برترین فروشگاه آنلاین در حوزه تجهیزات تصفیه آب است. با مراجعه به سایت آبین می‌توانید محصولات مورد نیاز خود را با بهترین کیفیت تهیه کنید. برای اطلاعات بیشتر می‌توانید با ما تماس بگیرید و از مشاوره رایگان آبین بهره ببرید.
جهت تماس با کارشناسان مجرب آبین و استفاده از مشاوره رایگان با شماره 02122228116 در ارتباط باشید.
