تصفیه‌ پساب‌های کارخانه ای با نانوذرات سازگار با محیط زیست

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، یکی از مشکلات اساسی صنعت تصفیه‌ آب و پساب، وارد شدن حجم گسترده‌ای از انواع آلاینده‌های متنوع و پایدار به منابع آبی است که در برخی موارد حذف آن‌ها با روش‌های متداول امکانپذیر نیست.

بر این اساس نیاز به روش‌های جدید و مؤثر احساس می‌شود که روش‌های اکسایش پیشرفته یکی از راهکارهای جدید حذف آلاینده‌ها محسوب می‌شوند.

دکتر محسن شیدائی، یکی از مجریان طرح «حذف پساب های آلی با نانوذرات» گفت: در این کار پژوهشی دو فرآیند مختلف اکسایش پیشرفته توسط یک کاتالیست مشترک انجام شده است تا روشی مؤثر برای حذف آلاینده‌های شیمیایی از منابع آبی معرفی شود.

وی افزود: هدف اصلی این تحقیق بررسی امکان استفاده از نانوذرات لپیدوکروسیت (γ-FeOOH) به عنوان کاتالیست، جهت حذف آلاینده‌های آلی از پساب حاوی این ترکیبات بود که برای این منظور امکان استفاده از این نانوذرات سنتز شده در تصفیه‌ پساب نساجی کارخانه‌ فرش و پتوی تبریز در حضور اکسید کننده‌ معدنی H۲O۲ و امواج فراصوت طی فرآیند US/γ-FeOOH/H۲O۲ بررسی شد.

این مجری طرح با بیان اینکه با توجه به توانایی این نانوذرات در تصفیه، استفاده از این کاتالیست باعث افزایش سرعت و کاهش هزینه‌ فرایند تصفیه‌ پساب حاوی ترکیبات آلی می‌شود، عنوان کرد: در ضمن با توجه به اینکه لپیدوکروسیت یکی از گونه‌های طبیعی اکسید آهن است که در لوله‌ها یا مخازن ذخیره آب نیز یافت می‌شود، لذا می‌توان این فرآیند را جز فرآیندهایی با خطرات جانبی کمی دسته بندی کرد.

شیدائی افزود: با توجه به سادگی فرآیند، عدم نیاز به تجهیزات بسیار پیچیده، دسترسی آسان به مواد اولیه و عملکرد مناسب برای حذف آلاینده‌ها، امکان توسعه‌ نتایج این طرح دور از انتظار نیست. با تکمیل مطالعات و امکان ایجاد مقیاس صنعتی، کاربرد اصلی این طرح در تصفیه‌ تکمیلی پساب‌های حاوی ترکیبات آلی است که به تبع آن در صنایع مختلف شیمیایی، داروسازی، نساجی و چرم قابل استفاده خواهد بود.

وی اظهار داشت: در ابتدا نانوذرات لپیدوکروسیت سنتز شدند و مشخصات ساختاری آن‌ها توسط پراش اشعه‌ X، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و جذب سطحی نیتروژن شناسایی شد و در ادامه امکان استفاده از نانوذرات سنتز شده در تصفیه‌ پساب نساجی کارخانه فرش و پتوی تبریز در حضور اکسید کننده‌ معدنی H۲O۲ و امواج فراصوت، طی دو فرآیند همزمان فنتون هتروژن و تخریب سونوکاتالیستی هتروژن، بررسی شد.

این مجری طرح ادامه داد: فرایند فنتون یک اکسیداسیون پیشرفته است که در دما و فشار محیط صورت می‌گیرد و سبب تجزیه‌ ترکیبات سمی و پایدار به آب و دی اکسید کربن می‌شود. همچنین تأثیر عوامل مؤثر بر این فرآیند، نظیر میزان کاتالیست مصرفی، pH محیط و توان امواج اعمال شده بر عملکرد تصفیه در نظر گرفته شد.

شیدائی گفت: نتایج بدست آمده حاکی از این است که این فرآیند بطور مؤثری قادر به تخریب ترکیب رنگزای موجود در پساب نساجی به ترکیبات کوچک‌تر و در نهایت معدنی سازی آن است. از طرفی امکان استفاده‌ی مکرر از این کاتالیست در چندین مرحله تصفیه‌ پشت سر هم وجود دارد.

در نهایت چنین به نظر می‌رسد که فرایند پیشنهادی US/γ-FeOOH/H۲O۲ قابلیت استفاده در تصفیه‌ پساب‌های رنگرزی و یا پساب‌های حاوی ترکیب‌های آلی از سایر صنایع را داراست.

به گزارش مهر این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر علیرضا ختائی- عضو هیأت علمی دانشگاه تبریز و دکتر محسن شیدائی- عضو هیات علمی دانشگاه خوارزمی است که نتایج آن در مجله‌ Ultrasonics sonochemistry (جلد ۲۷، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۶۱۶ تا ۶۲۲) منتشر شده است.