راهکاری نوین برای مدیریت آب خاکستری؛ دانشمندان روشی برای حذف بیش از ۹۰ درصد آلایندهها یافتند
پژوهشگران دانشگاهی در اقدامی نوآورانه موفق به ابداع روشی دوگانه برای تصفیه فاضلاب خاکستری شدهاند که قادر است بیش از ۹۰ درصد از آلایندههای این نوع پساب را حذف کند. این دستاورد که در فصلنامه مهندسی بهداشت محیط منتشر شده گامی مهم در جهت مقابله با بحران کمآبی و ارتقای پایداری زیستمحیطی محسوب میشود.
به گزارش برنا، مدیریت فاضلابهای شهری و صنعتی بهویژه فاضلاب خاکستری که از فعالیتهای روزمره خانگی مانند استحمام، شستوشوی لباس و ظروف ناشی میشود در سالهای اخیر به یکی از چالشهای جدی در حفظ منابع ارزشمند آب تبدیل شده است. این نوع فاضلاب اگرچه آلودگی کمتری نسبت به فاضلاب توالت دارد اما وجود مواد آلی پیچیده، فسفات، نیترات و گاهی فلزات سنگین تصفیه آن را دشوار میسازد. رهاسازی این آلایندهها در محیط میتواند سلامت انسان را تهدید کرده و منابع آب سطحی را آلوده کند؛ از جمله پدیده یوتروفیکاسیون که با رشد بیرویه جلبکها و کاهش اکسیژن آب همراه است.
روشهای سنتی تصفیه از جمله فرآیندهای بیولوژیکی یا شیمیایی همواره با محدودیتهایی روبهرو بودهاند؛ بهطوری که برخی آلایندهها مانند فلزات سنگین به راحتی توسط روشهای معمول تجزیه نمیشوند. در همین راستا سعید گواهی از گروه مهندسی آب واحد شوشتر دانشگاه آزاد اسلامی به همراه سه همکار دانشگاهی و با همکاری دانشکده علوم پزشکی بهبهان پژوهشی را برای بررسی قابلیت تصفیه پیشرفته آب خاکستری با تمرکز بر استفاده از نانوذرات آهن انجام دادند.
این مطالعه پژوهشگران را بر آن داشت تا با ترکیب هوشمندانه دو روش بر محدودیتهای شیوههای مرسوم غلبه کنند. در گام نخست نمونههای آب خاکستری تحت فرآیند جذب سطحی با استفاده از نانوذرات اکسید آهن (Fe₃O₄) قرار گرفتند. در این مرحله آلایندهها به سطح ذرات بسیار ریز نانو میچسبند و از آب جدا میشوند. شرایط بهینه برای این فرآیند شامل pH برابر با ۵ زمان تماس ۴۰ دقیقه و غلظت مشخصی از نانوذرات بود.
پس از این مرحله برای حذف آلایندههای مقاومتر از فرآیند اکسیداسیون پیشرفته با ترکیب اشعه فرابنفش و پراکسید هیدروژن (UV/H₂O₂) استفاده شد. این روش با تولید رادیکالهای فعال ترکیبات آلی پیچیده را شکسته و تجزیه میکند.
نتایج این پژوهش حاکی از آن بود که جذب سطحی به تنهایی توانست ۵۷ درصد از شاخص COD (معیار سنجش مواد آلی) و ۶۰ درصد از فسفر کل را حذف کند. این اعداد نشان داد که هرچند نانوذرات آهن در کاهش برخی آلایندهها موثرند اما برای دستیابی به استانداردهای مطلوب کافی نیستند.
با افزودن مرحله اکسیداسیون پیشرفته راندمان حذف COD به بیش از ۹۰ درصد و در شرایط بهینه به حدود ۹۳ درصد افزایش یافت. این یافتهها مؤید این نکته است که ترکیب دو روش میتواند نقاط ضعف هر کدام را جبران کرده و کارایی کلی فرآیند را به طرز چشمگیری بالا ببرد.
رویکرد دوگانه جذب سطحی + اکسیداسیون پیشرفته به عنوان راهکاری پایدار برای مدیریت آب خاکستری معرفی شده است. از مزایای کلیدی این روش امکان بازیابی نانوذرات به دلیل خاصیت مغناطیسی آنهاست که منجر به کاهش هزینههای عملیاتی میشود.
با این حال چالشهایی مانند حذف ناکامل نیترات و وابستگی عملکرد به میزان pH همچنان وجود دارد که پژوهشگران پیشنهاد کردهاند با اصلاح سطح نانوذرات یا بهینهسازی شرایط عملیاتی میتوان این محدودیتها را کاهش داد.
این یافتهها پتانسیل بالایی برای کمک به کاهش مصرف آب شیرین و افزایش بازچرخانی آب در شهرها و صنایع بهویژه در شرایط کمآبی دارند. گامهای بعدی شامل توسعه این فناوری در مقیاس بزرگتر و بررسی اقتصادی آن برای کاربرد عملی است.
انتهای پیام/
