ارائه روش نوین محققان ایرانی برای تصفیه و بازچرخانی آب خاکستری

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، 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 در زمینه بررسی قابلیت تصفیه آب خاکستری انجام دادند.

آنها در این مطالعه که بر استفاده از نانوذرات آهن برای حذف آلاینده‌ها تمرکز داشت، تلاش کردند با ترکیب چند روش مختلف، محدودیت‌های شیوه‌های مرسوم را برطرف کنند و به استاندارد‌های زیست‌محیطی نزدیک‌تر شوند.

در پژوهش فوق، نمونه‌های آب خاکستری ابتدا در شرایط مشخصی تحت فرآیند جذب سطحی با نانوذرات اکسید آهن (Fe₃O₄) قرار گرفتند. جذب سطحی به این معناست که آلاینده‌ها به سطح ذرات بسیار ریز می‌چسبند و از آب جدا می‌شوند.

شرایط بهینه شامل اسیدیته یا pH برابر با ۵، زمان تماس ۴۰ دقیقه و غلظت مشخصی از نانوذرات بود. پس از این مرحله، برای حذف آلاینده‌های مقاوم‌تر، فرآیند اکسیداسیون پیشرفته با استفاده از ترکیب اشعه فرابنفش و پراکسید هیدروژن (UV/H₂O₂) اجرا شد.

در این روش، با تولید رادیکال‌های فعال، ترکیبات آلی پیچیده شکسته و تجزیه می‌شوند.

نتایج نشان دادند که استفاده از جذب سطحی به تنهایی توانست ۵۷ درصد از شاخص COD را کاهش دهد. COD معیاری برای سنجش میزان مواد آلی موجود در آب است. همچنین ۶۰ درصد از فسفر کل نیز حذف شد.

این اعداد نشان می‌دهند که هرچند نانوذرات آهن در کاهش برخی آلاینده‌ها مؤثرند، اما به تنهایی برای رسیدن به استاندارد‌های مطلوب کافی نیستند. بررسی‌ها همچنین نشان داد که بهترین عملکرد حذف COD در محدوده pH بین ۴ تا ۵ رخ داده است.

با اضافه شدن مرحله اکسیداسیون شیمیایی، راندمان حذف COD به بیش از ۹۰ درصد و در شرایط بهینه به حدود ۹۳ درصد رسید. این یافته‌ها نشان می‌دهند که ترکیب دو روش می‌تواند نقاط ضعف هر کدام را جبران کند و کارایی کلی فرآیند را افزایش دهد.

بر اساس نتایج این پژوهش، رویکرد دوگانه «جذب سطحی + اکسیداسیون پیشرفته» می‌تواند راهکاری پایدار برای مدیریت آب خاکستری باشد.

از جمله مزایای این روش، امکان بازیابی نانوذرات به دلیل خاصیت مغناطیسی آنها و کاهش هزینه‌های عملیاتی در مقایسه با برخی روش‌های شیمیایی پرهزینه است.

با این حال، چالش‌هایی مانند حذف ناکامل نیترات و وابستگی عملکرد به میزان pH همچنان وجود دارد. پژوهشگران پیشنهاد کرده‌اند که با اصلاح سطح نانوذرات یا بهینه‌سازی شرایط عملیاتی، می‌توان این محدودیت‌ها را کاهش داد.

این یافته‌ها که در «فصلنامه مهندسی بهداشت محیط» وابسته به دانشگاه علوم پزشکی البرز منتشر شده‌اند، می‌توانند در شرایط کم‌آبی، به کاهش مصرف آب شیرین و افزایش بازچرخانی آب در شهر‌ها و صنایع کمک کنند. توسعه این فناوری در مقیاس بزرگ‌تر و بررسی اقتصادی آن، از جمله گام‌های بعدی برای کاربرد عملی این روش عنوان شده است.