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

به گزارش خبرنگار علم و فناوری خبرگزاری برنا، شرکت مرافیا موفق به طراحی و تولید سیستم های پیشرفته تصفیه هوا و فاضلاب صنعتی شده است.

فاضلاب صنعتی یکی از بزرگترین چالش های زیست محیطی در جهان است. این پسماندها که شامل مواد شیمیایی، فلزات سنگین و آلاینده‌های مختلف می‌شود، می‌تواند به منابع آب، خاک و هوا آسیب جدی وارد کند. عدم تصفیه صحیح فاضلاب نه تنها سلامت انسان و ارگانیسم ها را تهدید می کند، بلکه منجر به تخریب اکوسیستم ها و کاهش تنوع زیستی می شود. به همین دلیل استفاده از فناوری های نوین به ویژه فناوری نانو در تصفیه این زباله ها می تواند تحول بزرگی در حفاظت از محیط زیست ایجاد کند. نانوتکنولوژی با ارائه راهکارهای موثر و اقتصادی در تصفیه فاضلاب صنعتی توانسته است آلودگی را کاهش داده و شرایط محیطی را بهبود بخشد.

الزامات تخصصی تصفیه فاضلاب صنعتی

پیچیدگی فاضلاب صنعتی، که ممکن است حاوی ترکیبی از آلاینده های شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی باشد، نیازمند استانداردهای تصفیه سختگیرانه متناسب با فرآیندهای صنعتی خاص است. این الزامات عبارتند از:

محدودیت های آلودگی خاص

استانداردها اغلب آلاینده هستند و آلاینده هایی مانند VOCs، فلزات سنگین و جامدات معلق را هدف قرار می دهند. این استانداردها بر اساس سمیت بالقوه، ماندگاری و تجمع زیستی آلاینده ها ایجاد شده اند.

الزامات تکنولوژیکی

مقررات ممکن است اتخاذ تکنیک های پردازش پیشرفته یا بهترین فناوری موجود (BAT) را برای کاهش اثرات زیست محیطی الزامی کند.

صدور مجوز و رعایت

تأسیسات صنعتی معمولاً برای دریافت مجوزهایی لازم هستند که جزئیات الزامات پردازش و نظارت و تعهدات گزارش دهی را شامل می شود. انطباق با این مجوزها به طور مرتب توسط نهادهای نظارتی بررسی می شود.

اثرات زیست محیطی تصفیه فاضلاب

سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی، اگرچه ضروری هستند، اما اثرات زیست محیطی ذاتی دارند:

مصرف انرژی

این سیستم‌ها می‌توانند انرژی زیادی داشته باشند، به‌ویژه در فرآیندهایی که نیاز به تکنیک‌های درمانی پیشرفته مانند اسمز معکوس یا ضدعفونی UV دارند.

آلاینده های ثانویه

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

دفع لجن

تصفیه فاضلاب تولید لجن می کند که باید به گونه ای تصفیه و دفع شود که از آلودگی محیط زیست جلوگیری شود.

هر یک از این اثرات زیست محیطی را می توان با استفاده از روش های نوین تصفیه فاضلاب صنعتی کاهش داد که در روش های زیر توضیح داده خواهد شد.

روش های پیشرفته در تصفیه فاضلاب صنعتی

فناوری های نوظهور در تصفیه فاضلاب بر کارایی، پایداری و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی ثانویه تمرکز دارند. برخی از رویکردهای امیدوارکننده عبارتند از:

فناوری نانو حباب

روشی 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 منحصر به فردی را ارائه می‌کنند که به دلیل اندازه و نسبت سطح به حجم زیاد، می‌تواند فرآیندهای مختلف در تصفیه آب را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

فناوری های غشایی

نوآوری‌ها در فناوری غشاء، مانند اسمز پیشرو و تقطیر غشایی، مصرف انرژی کمتری نسبت به اسمز معکوس سنتی فراهم می‌کنند، زیرا در شرایط سخت‌تر عمل می‌کنند و در عین حال جامدات محلول را به طور موثر حذف می‌کنند.

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (op)

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

سیستم های بیوالکتروشیمیایی

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

تکنیک های بازیابی مواد مغذی

تکنیک هایی مانند بارش استروویت و هضم بی هوازی نه تنها برای تصفیه فاضلاب بلکه برای بازیابی مواد مغذی مانند فسفر و نیتروژن نیز به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند که می توانند مجدداً به عنوان کود مورد استفاده 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 ترکیبی می توانند مزایای بیشتری مانند ایجاد زیستگاه و بهبود زیبایی شناختی را ارائه دهند.

ویژگی های فناوری حباب نانو

نانوحباب‌ها چندین مزیت مهم را ارائه می‌دهند که باعث افزایش سودمندی آنها در کاربردهای مختلف می‌شود:

طول عمر

برخلاف میکروحباب‌ها، نانوحباب‌ها به سرعت به سطح بالا نمی‌آیند، که به آنها اجازه می‌دهد در محلول باقی بمانند و اثرات خود را برای مدت طولانی‌تری 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 واکنش

نانوحباب‌ها می‌توانند در هنگام فروپاشی، گونه‌های اکسیژن فعال تولید کنند و در تجزیه آلاینده‌های آلی و استریل کردن سطوح مؤثر هستند.

مزایای الکتریسیته ساکن

سطوح باردار نانوحباب ها می توانند آلاینده های باردار را جذب و خنثی کنند و به حذف آنها از محلول ها کمک کنند.

تولد یک شرکت دانش از دل دانشگاه

مهدی اعتمادی فارغ التحصیل رشته نانو مهندسی شیمی فعالیت خود را از سال 1395 به عنوان تیم دانشجویی و با شرکت در جشنواره های تخصصی فناوری نانو آغاز کرد. وی با ارائه محصولات نوآورانه در مسابقات دانشجویی و طرح های فناورانه در ستاد توسعه فناوری 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 سرانجام در سال 2019 زیرمجموعه دانش بنیان فیدار به نام Besta Nano Technologies را تأسیس کرد. اکنون این شرکت با گردش مالی سالانه بیش از 50 میلیارد تومان در زمینه طراحی و بهره برداری سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی و هوای آلوده فعالیت می کند.

ویژگی های سیستم تصفیه فاضلاب

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

1. متعادل کننده و جاذب مکانیکی

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

2. چربی گیر و مخازن ذخیره سازی

COD (تقاضای اکسیژن شیمیایی) را با کمک نانوغشاها و نانوحباب ها کاهش دهید.

3. فرآیند ازن

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

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

افتتاح پروژه جگرود

یکی از پروژه های بزرگ این شرکت طراحی و ساخت سیستم تصفیه فاضلاب کارخانه آوا پروتئین گرود می باشد. این کارخانه تولید کننده سوسیس، کالباس، سوسیس و کالباس و گوشت مرغ با حجم زیادی از پسماندهای مایع صنعتی مواجه شد و مشکلات زیست محیطی جدی ایجاد کرد. نصب سیستم تصفیه با سرمایه گذاری 70 میلیارد ریالی در مدت زمان کوتاهی به پایان رسید و با حضور دبیر ستاد توسعه فناوری نانو افتتاح شد.

امتادی به خبرنگار علمی بارنا گفت: در این سیستم از نانو اپوکسی ها برای طراحی مخازن با طول عمر بالا استفاده می شود. 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 راه اندازی کارخانه فرآوری نانو، این شرکت دیگر محیط زیست را آلوده نمی کند. پساب تصفیه شده با این دستگاه به آب تبدیل می شود که می تواند مجدداً در خط تولید شرکت مورد استفاده قرار گیرد.

مزایای نانوتکنولوژی در تصفیه فاضلاب

به گفته اعتمادی، استفاده از فناوری نانو در این سیستم ها چندین مزیت کلیدی دارد:

کاهش هزینه ها

نانوتکنولوژی هزینه های نگهداری و تعمیر را کاهش می دهد.

افزایش کارایی

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

حذف آلودگی های میکروبی

فناوری ازن و حباب نانو کیفیت بالای پساب را تضمین می کند.

ایجاد فرصت های شغلی و توسعه فناوری

این شرکت با تمرکز بر استفاده از کارشناسان داخلی توانست بیش از … 40 نفر مستقیم و ده ها نفر دیگر را به صورت غیرمستقیم مشغول به کار کنند.

چالش ها و پیشنهادات

مهدی اعتمادی در گفت و گوی صادقانه با خبرنگار برنا، درباره چالش های پیش روی مسیر فعالیت های زیست محیطی اظهار داشت: یکی از مهمترین مشکلات عدم 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 نانو در صنایع مختلف برای کاهش آلاینده های زیست محیطی و حل بحران های اقلیمی است. وی همچنین از برنامه های توسعه این شرکت برای ورود به بازارهای جهانی خبر داد.

این شرکت دانش بنیان ایرانی نمونه موفق پیوند فناوری نانو و صنعت پیشرفته است که با تولید سیستم های تصفیه فاضلاب کارآمد نقش اساسی در بهبود وضعیت زیست محیطی کشور ایفا می کند. این پروژه ها علاوه بر کاهش هزینه ها و چالش های زیست محیطی برای صنایع، فرصت های اشتغال و توسعه فناوری را نیز فراهم کرده است.

گزارش: زهرا فجانی

انتهای پیام/