استفاده از نانو لوله های کربنی در شیرین سازی آب دریا

دو رویکرد عمده برای نمک زدایی از آب دریا، تقطیر حرارتی و جداسازی غشایی است. در فرایند تقطیر حرارتی، آب شور با استفاده از انرژی حرارتی جوشانده شده و تغلیظ می شود. روش‌های تقطیر حرارتی تجاری مانند فلاش چند مرحله‌ای و فشرده‌سازی بخار مکانیکی نیاز به سرمایه‌گذاری‌های بسیار بالا دارند و ازلحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیستند. به همین دلیل فرآیندهای غشایی در صنعت تصفیه آب شور با توجه به هزینه و سرمایه گذاری کمتر جایگاه ویژه ای یافته اند. رایج‌ترین روش نمک‌زدایی غشایی، روش اسمز معکوس (RO) می باشد. برخی از محدودیت های این روش ناشی از افزایش فشار اسمزی در غلظت های بالای نمک است که فرایند تصفیه آب بسیار شور را مشکل می کند. علاوه بر این، غشاهای آبدوست متراکم مورد استفاده در RO به راحتی آلوده می شوند، که منجر به کاهش راندمان تولید آب و همچنین کاهش عمر غشا می شود. بنابراین، استفاده از این روش نیاز به پیش تصفیه گسترده آب دارد که هزینه های سرمایه و عملیاتی را افزایش می دهد. لذا، نیاز فوری به توسعه تکنیک‌های جدید مبتنی بر غشاء پلیمری برای تصفیه آب شور احساس می شود.
در این راستا، اصلاح غشای پلیمری از طریق ترکیب نانومواد منجر به بهبود نفوذپذیری آب و افزایش راندمان آن شده است. این نوع غشاها قادر به رفع برخی محدودیت های رایج غشاهای معمولی مانند شار کم و تشکیل رسوب روی سطح غشا می باشند. غشاهای کامپوزیتی مبتنی بر نانولوله کربنی به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد آنها، مانند خواص بی‌اثری شیمیایی، جذب بالا، فیلتر کردن در مقیاس مش اتمی نقش مهمی در انتقال مولکول‌های آب دارند و می توانند عملکرد جداسازی استثنایی از خود نشان دهند. برهمکنش فیزیکوشیمیایی بین مولکول های آب و غشاء پلیمری با تثبیت نانولوله های کربنی روی سطح غشاء به طور چشمگیری تغییر می کند بطوریکه غشای حاوی نانولوله کربنی شار بالاتری را در میزان آب تصفیه شده در فرایند تصفیه آب شور فراهم می کند. یک مانع عمده در استفاده گسترده از فناوری های غشایی RO در طول تصفیه آب با شوری بالا، رسوب غشایی به دلیل رسوب مواد معلق یا محلول بر روی سطح غشاء و یا درون منافذ آن است. این امر به ویژه در مورد آب که حاوی مقادیر زیادی نمک، یون و فلز است، صادق است. ولی غشاهای کامپوزیتی مبتنی بر نانولوله کربنی رسوب نسبتاً کمتری را از خود نشان می دهد زیرا نانولوله های کربنی به عنوان نانو برس عمل می کنند که از رسوب کریستال های نمک بر روی سطح خود جلوگیری می کنند به گونه ایکه از آنها برای تصفیه آب با مقادیر TDS تا 230000 میلی گرم در لیتر بطور موفقیت آمیز استفاده شده است.
 

Madihah Saud Humoud, Sagar Roy and Somenath Mitra, Enhanced Performance of Carbon Nanotube Immobilized Membrane for the Treatment of High Salinity Produced Water via Direct Contact Membrane Distillation, Membranes, 202010(11), 325

جهت کسب اطلاعات بیشتر با همکاران ما در شرکت مهندسی کاشفان نیلفام تماس حاصل فرمایید یا از فروشگاه اینترنتی آبفان کالا دیدن فرمایید
0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *