Zinātnieki izstrādā jaunus netoksiskus pārklājumus, lai padarītu jūras ūdens atsāļošanas tīrāku un videi draudzīgāku

KAUST pētnieki ir izstrādājuši pārklājumus, kurus var izmantot atsāļošanas membrānu tīrīšanai. Netoksiski pārklājumi var nodrošināt drošāku un efektīvāku alternatīvu kaitīgām ķīmiskām vielām reversās osmozes sistēmās, ko izmanto jūras ūdens atsāļošanai.

Reversās osmozes atsāļošanas procesā tiek izmantots spiediens, lai filtrētu jūras ūdeni caur daļēji caurlaidīgu membrānu, lai iegūtu svaigu dzeramo ūdeni. Lai gan šī tehnoloģija ir energoefektīvāka nekā citas atsāļošanas metodes, tās veiktspēju var kavēt baktēriju un citu mikroorganismu augšana uz membrānas virsmas.

Dr. Marija Fernanda Nava Ocampo sacīja: "Šī bioplēve veido slāni, kas neļauj ūdenim viegli iziet cauri." sacīja Johanness Vrouvenvelders. "Viena no lielākajām problēmām ar visām pašreizējām bioapaugšanas kontroles metodēm ir tā, ka tās nevar pilnībā izņemt biofilmu no membrānas sistēmas, kā rezultātā rodas pastāvīgs nosēdums. Tas palielinās enerģijas patēriņu un kontroles ķīmisko vielu noplūdi jūrā."

Lai gan citi pārklājumi parasti ir izgatavoti no kaitīgām ķīmiskām vielām, jaunais polielektriskās vielas pārklājums novērš nepieciešamību pievienot toksiskus savienojumus membrānai. To var arī droši izskalot no sistēmas ar sālsūdeni un palielinātu plūsmu, lai uz membrānas virsmas nebūtu bioplēves.

Nava-Ocampo teica: "Mūsu pārklājuma priekšrocība ir tā, ka tas pielīp virsmai, izmantojot elektrostatisko mijiedarbību, tāpēc mums nav jāizmanto ķimikālijas." "Mēs varam arī pārklāt filmu, to iepriekš neapstrādājot. Plēve paliek Sistēmā mums pārklājums jāizlaiž tikai caur to pašu strāvu, ko izmanto atsāļošanai."

Komanda pārbaudīja viņu radīto pārklājumu, izmantojot membrānas nosēdumu simulatoru, nelielu ierīci, kas simulē apstākļus reversās osmozes atsāļošanas iekārtā. Viņi piecas reizes cirkulēja pārklājumu sistēmā, veidojot slāni uz membrānas virsmas, un pievienoja bioloģiski noārdāmas barības vielas, lai veicinātu bioplēves augšanu.

Pēc 8 dienām pētnieki 24 stundas skaloja sistēmu ar augstas plūsmas augstas sāls šķīdumu, lai noņemtu pārklājumu. Komanda pārklātās plēves sniegumu salīdzināja ar nekonsematotu kontroli.

Izmantojot transmisijas elektronu mikroskopu, pētnieki atklāja, ka pārklājums sālsūdens paliek stabils, padarot to piemērotu atsāļošanai. Palielinot ūdens plūsmas intensitāti un ūdens sāļumu, komanda spēja veiksmīgi noņemt pārklājumu un pievienoto bioplēvi no membrānas.

Pēc šī tīrīšanas procesa šķidruma plūsma caur pārklāto membrānu bija divreiz lielāka nekā nekrītotai kontrolei.

"Tas parāda, ka mūsu tehnoloģijai ir labāks tīrīšanas potenciāls," sacīja Nava-Ocampo. "Nākamais solis ir padarīt to efektīvāku un izturīgāku plašākā mērogā."