صنایع در سراسر جهان از آبی استفاده میکنند که باید از طریق روش های مختلف تصفیه آب، تمیز، بازیافت، فیلتر یا بطور حرفه ای تصفیه شوند. این امر، تصفیه آب صنعتی را به یک جزء حیاتی در صنعت تولید در سراسر جهان و یکی از مهمترین عناصر در تولید صنعتی تبدیل میکند. در عین حال، منابع آب تمیز و فراوان برای همه افراد روی زمین حیاتی است؛ همه اینها تصفیه آب را به یکی از با ارزش ترین و ضروری ترین فناوری ها تبدیل میکند. تولیدکنندگان جهانی دستگاه ها و محصولات تصفیه آب در حال بررسی پیشرفته ترین فناوری های این حوزه مثل نانولوله های کربنی و سیستم های غشایی پیشرفته برای ارائه خدمات بهتر به مشتریان خود هستند. ما در این مقاله میخواهیم به ۵ مورد از روش های تصفیه آب صنعتی جدید که احتمالا جایگزینی برای فرایندهای تصفیه آب موجود خواهند شد، بپردازیم. پس در ادامه این مطلب همراه ما باشید.

ما پیش از این در یک مقاله به صورت کامل در مورد روش تصفیه آب در خانه و متدهای طبیعی تصفیه آب صحبت کردیم ، در این مقاله قصد داریم درباره متدهای صنعتی تصفیه آب توضیح دهیم و جدیدترین تکنولوژی های تصفیه آب آشامیدنی در دنیا را بررسی کنیم.

انواع تصفیه آب صنعتی

با کاهش منابع آب جهانی و افزایش مقررات و نظارت بر بخش تولید، تقاضا برای تصفیه آب صنعتی در بالاترین حد خود قرار دارد. برای مثال شرکت ها میخواهند مواد شیمیایی با ارزش را از فاضلاب بازیابی کنند، که باید از تمامی پروتکل ها و استانداردهای الزامی دولت و صنعت پیروی کنند. همچنین مواقع اضطراری وجود دارد که در صورت آسیب دیدن زیر ساخت های آب یا مختل شدن سیستم های تصفیه رخ میدهد و این موارد اغلب بر دامنه نیازهای صنایع از نظری مدیریت منابع اب اضافه میکند. در ادامه به معرفی روش های تصفیه آب صنعتی جدید میپردازیم.

1. فناوری نانو برای تصفیه آب صنعتی

فناوری نانو جزء جدیدترین فناوری های تصفیه آب در صنعت است که روشی بسیار کارآمد و مقرون به صرفه محسوب میشود. فناوری نانو یا نانو تکنولوژی شامل چند رویکرد و فرایند استفاده از مواد در مقیاس اتمی یا مولکولی است. فرایندهای تصفیه آب مبتنی بر فناوری نانو در مقایسه با روش های تصفیه آب معمولی و مدولار بسیار کارآمدتر و مقرون به صرفه تر هستند. از کاربردهای عمده نانو تکنولوژی در فرایند های تصفیه آب میتوان به نانو ذرات نقره، مس و آهن صفر ظرفیتی (ZVI)، فوتوکاتالیست های نانو ساختار، نانو غشاها و نانو جاذب ها اشاره کرد. نسبت بزرگ سطح به حجم نانو ذرات، جذب ذرات شیمیایی و بیولوژیکی را افزایش میدهد و در عین حال جداسازی آلاینده ها را در غلظت های بسیار کم امکان پذیر میکند. درواقع نانو جاذب ها دارای خواص شیمیایی و فیزیکی خاصی برای حذف آلاینده های فلزی از آب هستند.

نانولوله های کربنی (CNTs) یکی از نانو مواد های مهمی هستند که در تصفیه آب مورد استفاده قرار میگیرند. سیستم های فیلتراسیون مبتنی بر CNT میتوانند ترکیبات آلی، معدنی و بیولوژیکی را از آب حذف کنند.

2. فناوری نانولوله آکوستیک (صوتی) در تصفیه آب صنعتی

جدیدترین فناوری تصفیه آب مرکز فضایی جانسون ناسا، فناوری نانو لوله های آکوستیک است. فناوری نانو لوله های آکوستیک توسط دانشمندان مرکز فضایی جانسون ناسا اختراع شد. از آکوستیک به جای فشار برای هدایت آب از طریق لوله های کربنی با قطر کوچک استفاده میشود. این فناوری جدید در تصفیه آب مبتنی بر صفحه نمایش مولکولی با هدایت صوتی است که با نانولوله های کربنی ادغام شده است که اجازه عبور مولکول های آب را میدهد و همزمان مولکول ها و آلاینده های بزرگتر را مسدود میکند و از عبور آنها جلوگیری میکند. این فناوری انرژی کمتری نسبت به سیستم های فیلتراسیون سنتی مصرف میکند و به جای حذف آلاینده ها از آب، درواقع آب را از آلاینده ها دور میکند. همچنین این فناوری نیاز به شستشوی سیستم فیلتر را از بین میبرد. کاربردهای اولیه تکنولوژی نانو لوله های صوتی مناسب برای، نیروگاه های آب شهری، تاسیسات پزشکی، آزمایشگاه ها، کارخانه های تقطیر، کارخانه های آب شیرین کن، تاسیسات صنعتی، تصفیه خانه های فاضلاب و بخش مصرف کنندگان است. این روش تصفیه آب صنعتی جدید با توجه به نیازهای فیلتراسیون مصرف کنندگان، مقیاس پذیر است.

3. تکنولوژی تصفیه آب فوتوکالیستی

یکی دیگر از این تکنولوژی های جدید، تکنولوژی تصفیه آب فوتوکالیستی است که توسط شرکت پاناسونیک توسعه یافته است. در سالهای اخیر تصفیه آب با استفاده از فوتوکاتالیزور به دلیل کارایی آن در تصفیه آب های آلوده شهرت یافته است. در این روش تصفیه آب صنعتی از فوتوکاتالیست و پرتوهای فرابنفش UV برای حذف مواد سمی از آب استفاده میشود. شرکت پاناسونیک نوعی تکنولوژی را توسعه داد که فوتوکاتالیست (دی اکسید تیتانیوم) را به یک جاذب تجاری و کاتالیزوری به نام زئولیت متصل میکند و از جداسازی و بازیابی موثر فوتوکاتالیست ها از آب برای استفاده مجدد اطمینان حاصل میکند. این ماده (دی اکسید تیتانیوم) میتواند طیف وسیعی از ترکیبات آلی را به محصولات نهایی ایمن تبدیل کند. این کاتالیزور در این تکنولوژی از اشعه ماوراء بنفش یا نور خورشید یا نور مصنوعی برای جداسازی مواد استفاده میکند.

در حقیقت فوتوکاتالیز میتواند طیف وسیعی از مواد آلی، استروژن ها، آفت کش ها، رنگ ها، نفت خام و میکروب هایی مثل ویروس ها و پاتوژن های مقاوم به کلر و همچنین ترکیبات معدنی مثل اکسیدهای نیتروژن را تجزیه کند. سیستم های تصفیه آب فوتوکاتالیستی برای استفاده در تاسیسات آب و فاضلاب مناسب هستند و میتوانند پساب های صنعتی آلوده به مواد آلی یا فلزات را تصفیه کنند.

4. فناوری تصفیه آب Aquaporin Inside

تکنولوژی تصفیه آب با معماری منحصر بفرد آکواپورین، انتقال سریع آب را از طریق غشای سلولی امکان پذیر میکند. فناوری Aquaporin Inside از شرکت دانمارکی فناوری پاک Aquaporin  بر مبنای طراحی غشای تصفیه آب زیست تقلیدی (bio-memetic) است. آکواپوارین ها انتقال سریع و انتخابی آب را در سراسر غشای سلولی امکان پذیر میکنند. آکواپوارین ها به سلول اجازه میدهند تا حجم و فشار اسمزی داخلی خود را مطابق با اختلاف فشارهای هیدرواستاتیک و اسمزی تنظیم کنند. ساختار مجزای آکواپوارین ها اجازه عبور مولکول های آب را میدهد و تمام ترکیبات دیگر را مسدود و از عبور انها جلوگیری میکند. غشاهای بایو میمتیک نیز بعنوان پایه ای برای توسعه سیستم های غشایی بیو میمتیک مصنوعی عمل میکنند. از این فناوری جدید در سیستم های تصفیه آب صنعتی و خانگی استفاده میشود.

غشاهای Aquaporin Inside تنها غشاهای موجود در بازار هستند که از آکوراپوارین ها برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده میکنند. این نوع غشاربرای کاربرد اسمز جلو (FO) و اسمز معکوس (RO) در دسترس هستند.

5. فناوری فیلتراسیون متغیر خودکار (AVF)

از آخرین فناوری های تصفیه آب سیستم های فیلتراسیون متغیر خودکار (AVF) میتوان در تاسیسات تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب شهری استفاده کرد. تکنولوژی فیلتراسیون متغیر خودکار شامل یک فرایند ساده است که در جریان ورودی به سمت بالا با جریان رو به پایین رسانه، فیلتر تمیز میشود. و این موضوع نیاز به هرگونه فرایند اضافی یا آب شیرین برای تمیز کردن را از بین میبرد. روش تصفیه آب صنعتی جدید AVF از فیلترهای بستر نزولی که بطور مداوم تمیز میشوند و در یک ردیف متغیر تعبیه شده اند، استفاده میکند. پیکربندی دو مرحله ای این سیستم، دو مجموعه از فیلترهای رسانه ای را که میتوانند در حالت سریال یا موازی کار کنند، ادغام میکند.

این تکنولوژی فرایند آب را با کیفیتی معادل کیفیت فناوری فیلتراسیون و با هزینه کمتری نسبت به غشاهای کم فشار تحویل میدهد. این فناوری هیچ قطعه متحرکی ندارد و انرژی کمتری مصرف میکند و در کاهش هزینه های عملیاتی و نگهداری صرفه جویی میکند.

سیستم های AVF برای تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب شهری، بازیافت و استفاده مجدد فاضلاب، پیش فیلتراسیون برای فرایندهای غشایی و کاربردهای نمک زدایی مناسب هستند.

هزینه روش های تصفیه آب صنعتی جدید

یکی از هزینه های اصلی در این فرایندها، تخصص حرفه ای است. زیرا سیستم های تصفیه آب صنعتی کارآمد باید توسط متخصصان آموزش دیده نظارت یا راه اندازی شوند. مهندسانی که در سیستم های تصفیه آب امروزی تخصص دارند، مطمئنا تقاضای بالایی دارند ولی تلاش برای نگه داشتن افراد معتبر و منحصر بفرد در لیست، اغلب هزینه زیادی دارد.

هزینه دیگر در این فرایند تجهیزات پیچیده مورد نیاز قرن بیست و یکم برای تصفیه آب صنعتی است. تکنولوژی های علمی پیشرفته که توسط سیستم های کامپیوتری پیشرفته کنترل میشوند، با زیرساخت های پیچیده فیلتر و تصیفه جفت میشوند. همین موضوع باعث میشود که کل فرایند – از فضا و نصب گرفته تا نظارت و تعامل با آژانس های نظارتی – یک فرایند چند وجهی گران قیمت باشد که نیازمند دانش عمیق و کاملا تخصصی است.

راهکارهای مقرون به صرفه تصفیه آب صنعتی

در یک دوره چالش برانگیز اقتصادی، به تنهایی حل کردن تمام مشکلات آب صنعتی برای صنایع آسان نیست. در نتیجه برون سپاری وظایف تخصصی مثل پروژه های سیستم تصفیه، یا برنامه ریزی درمورد سیستم های تصفیه و مدیریت آب صنعتی بسیار محبوب است. درواقع امروزه بسیاری از شرکت ها با عقد قرارداد با شرکت های خدمات تصفیه آب صنعتی در هزینه و زمان خود صرفه جویی میکنند. متخصصان این حوزه با دانش، مهارت، آموزش، اعتبار و تجهیزات مناسب میتوانند همه چیز از تصفیه آب سیار اضطراری و بازیابی مواد شیمیایی صنعتی در آب گرفته تا تعمیر تجهیزات را انجام دهند. این متخصصان میتوانند بر تهویه آب برای بازیافت نظارت کنند، میتوانند آزمایش آب انجام دهند و میتوانند به شرکتهایی که آب بسیار خالص نیاز دارند نیز کمک کنند.

بنابراین برون سپاری این وظایف میتواند شرکت ها را از سرمایه گذاری در زیرساخت های گران قیمت نجات دهد و به آنها در مدیریت هزینه ها کمک کند. یا اینکه شرکت ها میتوانند با متخصصان و کارشناسان در مورد فرایندها مشورت کنند. بنابراین درحالیکه ارزش و ضرورت حیاتی برای تصفیه آب صنعتی افزایش می یابد، راهکارهای مقرون به صرفه ای برای رویارویی با این چالش مهم نیز توسط متخصصان ایجاد میشود.

جمع بندی

تصفیه آب در هر بخش و در هر اندازه ای بسیار اهمیت دارد و حیاتی بودن آن بر همگان ثابت شده است. حال در این میان با پیشرفت تکنولوژی و تخصص در دنیای مدرن، روز به روز روش های تصفیه آب سریع تر و دقیق تر میشود. این پیشرفت تکنولوژی در سیستم های تصفیه آب صنایع نیز قابل توجه است. روش های تصفیه آب صنعتی جدید امکانات بسیار خوبی را برای افراد، متخصصان و کارکنان این حوزه فراهم کرده اند. ما در این مقاله به ۵ مورد از آخرین روش های جدید و مدرن پرداختیم که احتمالا جایگزین مناسبی برای روش های فعلی موجود محسوب میشوند.

در صورتی که به متد های تصفیه آب آشامیدنی علاقه مند هستید می توانید مقاله انواع روش های تصفیه اب را مطالعه کنید