ساخت نمونه‌ آزمایشگاهی نانوذرات کاتالیستی برای تصفیه‌ پساب کارخانه توسط محققان ایرانی

 

 

پژوهشگران دانشگاه تبریز در طرحی اقدام به ساخت آزمایشگاهی نوعی نانوذرات کاتالیستی برای تصفیه و تجزیه‌ آلاینده‌ رنگزای نمونه‌ پساب کارخانه‌ که سازگار با محیط زیست بوده، از مواد اولیه‌ در دسترس تهیه شده و تا کنون عملکرد موفقی داشته است.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، 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 به وفور احساس می‌شود. در این میان، روش‌های اکسایش پیشرفته یکی از راهکارهای جدید حذف آلاینده‌ها محسوب می‌شوند.

به گفته‌ دکتر محسن شیدائی، 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 گردد.

وی در ادامه افزود: «هدف اصلی این تحقیق بررسی امکان استفاده از نانوذرات لپیدوکروسیت (γ-FeOOH) بعنوان کاتالیست، جهت حذف آلاینده‌های آلی از پساب حاوی این ترکیبات بود. برای این منظور امکان استفاده از این نانوذرات سنتز شده در تصفیه‌ پساب نساجی کارخانه‌ فرش و پتوی تبریز در حضور اکسید کننده‌ معدنی H2O2 و امواج فراصوت طی فرآیند US/γ-FeOOH/H2O2 بررسی شد.»

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. 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 جزو فرآیندهایی با خطرات جانبی کمی دسته بندی کرد.

شیدائی معتقد است که 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. لذا 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 نیز قابل استفاده خواهد بود.

این محقق نحوه‌ بررسی عملکرد این نانوکاتالیست را بدین شرح بیان کرد: «در ابتدا نانوذرات لپیدوکروسیت سنتز شدند و مشخصات ساختاری آن‌ها توسط پراش اشعه‌ی X، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و جذب سطحی نیتروژن شناسایی شد. در ادامه امکان استفاده از نانوذرات سنتز شده در تصفیه‌ی پساب نساجی کارخانه فرش و پتوی تبریز در حضور اکسید کننده‌ی معدنی H2O2 و امواج فراصوت، طی دو فرآیند همزمان فنتون هتروژن و تخریب سونوکاتالیستی هتروژن، بررسی شد. فرایند فنتون یک اکسیداسیون پیشرفته است که در دما و فشار محیط صورت می‌گیرد و سبب تجزیه‌ی 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.»

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/H2O2 قابلیت استفاده در تصفیه‌ی پساب‌های رنگرزی و یا پساب‌های حاوی ترکیب‌های آلی از سایر صنایع را داراست.

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