استفاده از نوآوری تصفیه پساب ورودی به تصفیهخانه
طرح پژوهشی «ساخت و استفاده از راکتور پلاسمای کاتالیستی برای تصفیه پساب صنعتی با تلفیق فرآیند پلاسما با فنتون هتروژن و فتوکاتالیستی مرئی» عنوان طرح پژوهشی محسن شیدایی است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران این طرح را به پایان رسانده است.
شیدایی با مدرک دکتری تخصصی شیمی کاربردی از دانشگاه تبریز درباره این طرح توضیح داد: پرکاربردترین روشهای متداول تصفیه آب و پساب عبارتند از: جذب سطحی، فیلتراسیون، انعقاد و لختهسازی، کلرزنی و تهنشینی. در این روشها، آلایندهها بهطورکامل تخریب نمیشوند و از آنجاییکه حذف آلاینده بهطور کامل صورت نمیگیرد منجر به آلودگی ثانویه خواهد شد. لذا با توجه به محدودیتهای روشهای رایج تصفیه، در طول سالهای اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه یافتن روشهای جدید برای تصفیه آبوفاضلاب، با میزان تخریب بالا، مصرف انرژی کم و توانایی تخریب ترکیبات آلی مقاوم انجام شده است.
وی افزود: پلاسما غیرحرارتی تولید شده در محلولهای آبی، پایهای از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته نوین تصفیه آب را تشکیل میدهد. فرآیند پلاسما میتواند آلودگیهای شیمیایی و زیستی را در سه حالت گاز، مایع و جامد حذف کند. این روش میتواند فاضلاب حاوی آلایندههای آلی با غلظتهای مختلف را تصفیه کند.
این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: به خاطر کاربردهای متعدد تخلیه پلاسمایی درون مایعات که در فناوریهای زیستی، محیطزیستی و پزشکی دارد، مطالعات در این زمینه در حال افزایش است. یکی از این کاربردها، استفاده از آن بهعنوان روشی جدید و قدرتمند برای از بین بردن آلایندههای آب است.
وی تصریح کرد: فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته پلاسما براساس تولید اشعه ماوراءبنفش، موج شوک و گونههای بسیار واکنشپذیر بهویژه رادیکالهای هیدروکسیل متمرکز شده است.
وی ادامه داد: پلاسما گاز جزئی یا کاملاً یونیزه است و میتوان آن را با انواع مختلف تخلیه الکتریکی تولید کرد. پلاسما که شامل هر دو یونهای مثبت و منفی و الکترونها و همچنین گونههای خنثی است، معمولاً بهعنوان حالت چهارم ماده شناخته میشود.
شیدایی اضافه کرد: فرآیند تخریب فتوکاتالیستی یکی از مهمترین روشهای اکسایش پیشرفته است که در دما و فشار محیط انجام میشود و برای حل بسیاری از مشکلات زیستمحیطی از جمله تخریب آلایندههای آلی و میکروارگانیسمهایی مانند باکتریها و ویروسها و تبدیل آلایندههای معدنی به ترکیبات کمخطر بسیار مفید است.
وی تأکید کرد: با پیشرفت روزافزون صنایع نهتنها حجم پسابها بهصورت فزآیندهای افزایش یافته است بلکه انواع ترکیبهای جدید پیچیدهتر و مقاومتر وارد منابع آبی میشوند که روشهای طبیعی یا متداول قادر به تصفیه آنها نیستند. در کشور ما نیز بهدلیل حجم بالای استفاده از مواد آلی در صنایع مختلف بهویژه صنایع شیمیایی، نساجی و داروسازی، معرفی و استفاده از روشهای کارآمد برای تصفیه پساب این واحدها امری ضروری محسوب میشود.
وی ادامه داد: برایناساس معرفی روشهای مؤثرتر و کاراتر برای حذف این آلایندهها همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است.
این محقق و پژوهشگر گفت: فناوری پلاسما بهعنوان نسل جدید فناوریهای تصفیه فاضلاب در دنیا شناخته میشود. این فناوری نسبت به سایر فناوریهای موجود دارای مزایایی است که موجب شده تحقیقات گستردهای در راستای صنعتی کردن آن انجام شود. از جمله مزایای مهم این فناوری در تصفیه آب مقرونبهصرفه بودن در کاربردهای صنعتی، افزایش ظرفیت تصفیه خانههای فاضلاب و عدم استفاده از مواد شیمیایی است. بااینحال امروزه برای بهبود بهرهوری انرژی، ترکیبی از تکنولوژی پلاسما با کاتالیستها توجه زیادی را به خود جلب کرده است.
وی ادامه داد: برای رسیدن به این هدف در این کار تحقیقاتی، فرآیند پلاسما با دو فرآیند پرکاربرد دیگر در زمینه تصفیه آب و پساب تلفیق میشود: فرآیند فتوکاتالیستی و فنتون هتروژن؛ با توجه به اینکه فرآیندهای پلاسما، تخریب فتوکاتالیستی و فنتون جزء روشهایی هستند که کاربرد گستردهای در صنعت تصفیه آبوفاضلاب دارند.
شیدایی با اشاره به اهداف این طرح گفت: هدف اصلی این طرح پژوهشی، بررسی امکان استفاده از تکنولوژی تلفیقی پلاسمای سرد و تخریب فتوکاتالیستی و فرآیند تلفیقی پلاسما و فنتون هتروژن، بهعنوان روشهای جدیدتر و مؤثرتر در تصفیه پساب است.
وی در پایان خاطرنشان کرد: از این روشها برای تصفیه پساب ورودی به تصفیه خانه شهرک صنعتی نظرآباد یا اشتهارد در استان البرز استفاده شد و بهدلیل اینکه بیشتر صنایع فعال در این شهرکها در حوزه صنایع دارویی، غذایی و شیمیایی فعالیت میکنند و بار مواد آلی پسابهای جمع شده در این شهرکها زیاد است؛ استفاده از فرآیندهای تلفیقی گفته شده، میتواند روشی مؤثرتر و کاراتر برای تصفیه این نوع پسابها معرفی کند.