یادداشت؛ استفاده از چارچوب‌های فلزی آلی در فیلتراسیون غشایی به‌عنوان روشی جدید در نمک‌زدایی از آب

دکتر عباس اکبرزاده، مدیر مرکز آب و فاضلاب در موسسه تحقیقات آب

دسترسی به آب آشامیدنی پاک و سالم ضرورتی است که به شکل نگران‌کننده‌ای در بسیاری از مناطق جهان برآورده نمی‌شود. در یک پژوهش جدید از ماده‌ای به نام چارچوب فلزی آلی (Metal Organic Framework) برای فیلتر کردن آلاینده‌ها از آب دریا استفاده شده است. محققان با این روش موفق به تولید مقادیر زیادی آب شیرین در روز شدند درحالی‌که انرژی بسیار کمتری نسبت به روش‌های دیگر مصرف می‌کند.

ازنظر تئوری، یک قاشق چای‌خوری از این چارچوب‌های فلزی آلی، می‌تواند سطحی بیشتر از یک زمین فوتبال را پوشش دهد. همین سطح زیاد باعث می‌شود که بتواند مولکول‌ها و ذرات را جذب کند. در شکل ۱ شماتیک این روش و کارکرد آن نشان داده شده است.

شکل 1

در این روش نوع جدیدی از MOF با نام PSP-MIL-53 تولید گردیده تا نمک و ناخالصی‌ها را در آب شور و آب دریا به دام بیندازد. هنگامی‌که این ماده در آب قرار می‌گیرد، یون‌ها را به‌طور انتخابی از فاز سیال بیرون کشیده و آن‌ها را روی سطح خود نگه می‌دارد.

این فناوری می‌تواند در مدت‌زمان ۳۰ دقیقه، مواد جامد محلول (TDS) موجود در آب را از ۲۲۳۳ قسمت در میلیون (ppm) به زیر ppm ۵۰۰ کاهش دهد. این مقدار کاملاً زیر آستانه ppm ۶۰۰ است که سازمان بهداشت جهانی برای آب آشامیدنی سالم توصیه می‌کند.

این تکنولوژی جدید سریع‌تر از دیگر روش‌ها عمل می‌کند و در طول چرخه فعالیت به انرژی بسیار کمتری نیاز دارد. نتایج این پروژه در نشریه Nature Sustainability منتشر شده است.

فرآیند‌های نمک‌زدایی حرارتی برای انجام تبخیر، انرژی زیادی را صرف می‌کند و سایر فناوری‌ها مانند اسمز معکوس دارای مشکلاتی از جمله مصرف زیاد انرژی و همچنین نیاز به استفاده از مواد شیمیایی در تمیز کردن غشاء هستند.

نور خورشید فراوان‌ترین و تجدیدپذیرترین منبع انرژی در کره زمین است. این فناوری جدید یک فرآیند نمک‌زدایی بر پایه جاذب از طریق استفاده از نور خورشید بجای استفاده از سوخت فسیلی را در اختیار ما قرار می‌دهد، که یک راه‌حل با مصرف انرژی مناسب و سازگار با محیط‌زیست است.

با استفاده از این روش می‌توان روزانه به میزان ۱۳۹٫۵ لیتر (۳۶٫۹ گالن) آب شیرین با هر کیلوگرم MOF تولید و هنگامی‌که MOF از ذرات پر شوند، به‌راحتی برای استفاده مجدد قابل تمیز کردن می‌باشند.

برای این کار، MOF در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد که باعث می‌شود نمک‌های نفوذ کرده در ساختار چهارچوب فلزی آلی در کمتر از چهار دقیقه آزاد شود.

با توجه به اهمیت مباحث نمک‌زدایی و سهم آن در تأمین منابع آب غیرمتعارف در آینده کشور مطالعات اولیه روی فناوری مذکور در مرکز تحقیقات آب و فاضلاب موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو در دست اقدام است و در فاز آتی پایلوت این فناوری در آزمایشگاه پایلوت این مرکز اجرا خواهد شد.

3 دیدگاه دربارهٔ «یادداشت؛ استفاده از چارچوب‌های فلزی آلی در فیلتراسیون غشایی به‌عنوان روشی جدید در نمک‌زدایی از آب»

  1. سیامک غلامی

    دانشگاه موناش استرالیا با دانشجویان چینی کار کردند تاکنون هم از جانب سایر دانشمندان تست و تایید نشده است.!!!! شما که در سایتتون صحبت از تلاش برای اجرایی کردن این فن آوری نکردید لا اقل مقاله را قرار می دادید بقیه بخوانند . در ایران هم خیلی ها کار کردند ولی اگر آب شور شیرین نشود انگار کار نکرده اند. !!! مثلا منهم ۱۰سال قبل هم مقاله مکانیزاسیون اب انبار با کارایی تبدیل اب شور و الوده به آب شیرین با کمک انرژی خورشیدی نوشتم کسی نه دید و نه خواند!!! اصلا محقق و مسئول برای این کار ها فرصت ندارد!!
    Development of Ancient water storage systems namely Ab-Anbar by Evaluation, a Technical Method in Iranian deserts (By Environmental aspects structures)
    یا مقالاتی که با کمک گیاهان فاضلاب را تصفیه می کند در حالی که پاکستان با تحریم های آمریکا روبرو است از این سیستم استفاده کرده و پیش رفته است. این مقاله را هم از من می تونید بخونید.
    Reusable biopolymer based heavy metal filter as plant protection for phytoremediation

    یا در دانشگاه فرای برلین المان فیلتر جاذب فلزات سنگین از آب ساختم که می تواند در ابهای باطله و الوده ارس یا مس سرچشمه استفاده شوود!! که ضد باکتی هم بود ساختم خواستید می تونید بخونید .
    Reusable biopolymer based heavy metal filter as plant protection for phytoremediation
    شاید اشکال من باشد ولی کاشکی کسی در موسسه تحقیقات آب بود که ارزیابی و استفاده می کرد.
    سیامک غلامی ۰۹۳۷۸۷۷۷۸۳۵

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

مؤسسه تحقيقات آب به عنوان تخصصي‌ترين فعالان عرصه تحقيق و پژوهش در صنعت آب و فاضلاب كشور، با داشتن دو پژوهشكده در تهران و سه مركز ملي مطالعاتي – تحقيقاتي در شهرهاي تهران،‌ ساری، و شيراز‌ همواره كوشيده تا با استفاده از كارشناسان و متخصصان بخش‌هاي مرتبط با اين صنعت و قراردادن فضايي مناسب در اختيار آن‌ها به منظور تجربی ساختن آموخته‌هاي تئوري، هدف انجام پژوهش با زمينه تجاری‌سازی را در سازمان‌ها و مؤسسات تحقيقاتی نهادينه سازد.

ارتباط با ما
logo-samandehi
نقشه گوگل
اسکرول به بالا