نانوکلکتورهای سبز، راهکار جدید امیرکبیر برای کنترل آلودگی‌ پساب صنعتی

به گزارش صنعت نیوز،پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اجرای طرحی تحقیقاتی موفق به توسعه روشی نوین برای حذف انتخابی فلزات سنگین از پساب‌های صنعتی و معدنی شدند.

آرش ثبوتی دانش آموخته دکترای فرآوری مواد معدنی با راهنمایی دکتر بهرام رضایی و مشاوره دکتر فاطمه السادات حسینیان راوندی از اعضای هئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر طرح تحقیقاتی با عنوان «بررسی مکانیزم اندرکنش یون‌های روی، منگنز و کادمیوم با نانوذرات آبران در جدایش انتخابی و تجمعی با فلوتاسیون یونی» را اجرایی کردند.

ثبوتی هدف از اجرای این تحقیق را کاهش آلاینده‌های محیط زیستی دانست و گفت: برای حذف فلزات سنگین از پساب‌های صنعتی، معدنی و خانگی، روش‌های مختلفی به کار گرفته می‌شود که هر یک از این روش‌ها، مزایا و معایب مختلفی دارند و از میان این روش‌ها، روش فلوتاسیون یونی (روش انتخاب شده) دارای بازدهی تقریبا ۱۰۰ درصدی، هزینه‌ عملیاتی پایین، سادگی فرآیند، انتخاب‌پذیرتر و سازگار با محیط زیست است.

وی هدف اصلی این تحقیق را توسعه یک روش نوین، کارآمد و قابل استفاده مجدد برای حذف فلزات سنگین از پساب با استفاده از فناوری نانو در فرآیند فلوتاسیون یونی دانست و اظهار کرد: در این راستا در این پژوهش از نانوکلکتورهای معدنی سبز (دوستدار محیط زیست) و گرافن اکساید استفاده شد که مصرف کلکتور را به مقدار قابل توجهی کاهش داد.

این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر، با اشاره به مزایای بهره گیری از روش فلوتاسیون یونی، توضیح داد: این روش با توجه به درصد حذف بالای یون‌ها از پساب، مقدار مصرف کلکتور به شدت بالا است که ما از نانو کلکتورهای سنتزی جدیدی برای حذف یون‌های روی، منگنز و کادمیوم، از پساب با فرآیند فلوتاسیون یونی استفاده کردیم و در نتیجه مصرف کلکتورهای سنتی به مقدار قابل توجهی کاهش یافت.

به گفته وی این نانوکلکتورهای جدید، قابلیت استفاده مجدد چندین باره نیز دارند و باعث ایجاد پتانسیل بسیار بالا برای افزایش مقیاس و صنعتی شدن آن شده است.

ثبوتی با تاکید بر اینکه بهره گیری از این فرآیند، نیازمند تجهیزات پیچیده صنعتی نیست، اظهار کرد: این روش در کشورهایی که مشکل پساب معدنی یا صنعتی دارند، قابلیت پیاده‌سازی شدن را دارد. با توجه به اینکه امکان سنتز گرافن اکساید در داخل کشور نیز وجود دارد؛ بنابراین این روش پتانسیل بومی‌سازی بالایی دارد.

وی اضافه کرد: این پژوهش در دوره پسادکتری همچنان ادامه دارد و نانوکلکتورهای دیگر نیز در حال بررسی است که در صورت امکان، در مقیاس های نیمه صنعتی، بررسی خواهند شد.

این پژوهشگر دوره پسا دکتری یکی از چالش‌های روش فلوتاسیون یونی را مصرف زیاد کلکتور دانست که از نظر اقتصادی، پروژه را پر هزینه می‌کند و ادامه داد: علاوه بر آن، بازیافت این کلکتورها، هزینه بر است. همچنین کلکتورهای رایج مورد استفاده در این فرآیند، بازیابی آب زیادی دارند که باعث می شود حجم فرآیندهای بالادستی زیاد باشد که کنترل آن را با مشکل روبرو می‌سازد؛ اما نانوکلکتورهای مورد استفاده در این پژوهش، باعث کاهش بسیار زیاد کلکتور شده، امکان کنترل بازیابی آب فراهم می‌شود و هزینه فرآیندهای بعدی برای بازیافت یون و کلکتور بسیار کاهش می‌یابد.

وی با تاکید بر اینکه نانوکلکتورهای جدیدی که در این پروژه معرفی شد، قابلیت استفاده مجدد چندین باره نیز دارند، خاطر نشان کرد: همچنین این نانو کلکتورها کنترل دقیق پارامترهای عملیاتی موثر بر فرآیند و همچنین پیچیدگی تعمیم نتایج به مقیاس صنعتی از چالش های فرآیند است.

ثبوتی با بیان اینکه موضوع فلوتاسیون یونی را میتوان از دو جنبه نگاه کرد، یکی از جنبه‌ها را حذف فلزات سنگین از پساب‌ها و دیگری بازیابی فلزات با ارزش از پساب‌ها برشمرد و یادآور شد: انتشار ۸ مقاله مرتبط با نتایج تحقیقات در مجلات معتبر ISI و دو مقاله در حال داوری از دیگر دستاوردهای این پژوهش است.

*