حفظ محیط‌زیست با نانوفناوری

تا اوایل قرن بیستم میلادی، پسماندهای صنعتی در کوره‌های بزرگ سوزانده می‌شدند، اما سوزاندن روش مناسبی برای همه پسماندها نیست و گازهای متصاعد شده از آنها می‌تواند آسیب‌های به مراتب جدی‌تری به محیط زیست و جو زمین وارد کند. اوایل قرن بیستم میلادی، کم‌کم شهرهای بزرگ صنعتی مثل لندن و نیویورک برنامه‌هایی برای مدیریت این پسماندهای خطرناک که براحتی از میان نمی‌روند، طراحی کردند. بهترین نحوه مدیریت پسماندهای صنعتی در درجه اول کاهش میزان تولید آنها، سپس استفاده مجدد از آنها تا جای ممکن و در نهایت بازیافت است.

طراحی غشاهای نانوفیلتر در کشور

شرکت دانش‌بنیان فناوران سبز درکا در استان مازندران طرح موفقی در زمینه تولید غشاهای نانو فیلتر برای تصفیه آب و ‌پساب‌های ویژه ارائه کرده است که یکی از ده طرح برتر و برگزیده ملی پنجمین جشنواره ملی علم تا عمل بوده است. این طرح براساس مهارت و دانش بومی طراحی شده است و قابلیت رقابت با نمونه‌های مشابه خارجی را دارد. در حال حاضر تمرکز این شرکت روی پروژه‌های پساب صنعتی در کارخانه‌ها و شهرداری‌هاست. سیدهاتف میرانی، مدیر بخش تحقیق و توسعه شرکت دانش‌بنیان نوین فناوران سبز درباره پیشینه و نحوه توسعه این طرح به جام‌جم می‌گوید: طرح تولید نانوفیلترهای تصفیه آب نخستین بار سال 1387 در ایران اجرا شد. این طرح مورد حمایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو قرار گرفت و پس از آن از حالت آزمایشگاهی به پایلوت‌های نیمه صنعتی و سپس پایلوت‌های صنعتی در آمد. پس از انجام چند فرآیند نیمه‌‌صنعتی مثل تصفیه پساب کارخانه‌های خمیر نان و تولید روغن زیتون، این طرح اولین بار در محل دفن زباله شهرداری ساری برای تصفیه شیرابه زباله پیاده‌سازی شد.میرانی تولید نانوفیلتر را بخشی از فعالیت‌های این مجموعه دانش‌بنیان عنوان می‌کند و می‌افزاید: شیرابه‌ها از سخت‌ترین نوع ‌پساب‌های صنعتی جهان برای تصفیه هستند. بخش دیگر فعالیت‌های ما مهندسی فرآیندهای تصفیه و بهینه‌سازی این فرآیند است. تولید نانوفیلترها از سال 1387 اجرایی شد و از 1391 پیاده‌سازی طرح صنعتی آغاز شد و سال 1394 این طرح در جشنواره علمی علم تا عمل معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری جزو ده طرح برگزیده جشنواره شناخته شد. به این ترتیب این فرآیند هفت ساله به کسب جایزه ملی در زمینه طرح‌های دانش‌بنیان منجر شد. میرانی درباره مراحل پیاده‌سازی طرح به جام‌جم می‌گوید: با حمایت شهرداری ساری و استانداری مازندران در محل دپوی زباله شهرداری ساری یک کارخانه تصفیه زباله راه‌اندازی شد و در این پروژه ما شیرابه‌ای که از دفن زباله جاری می‌شود را خارج می‌کنیم و به صورت آب کشاورزی یا آب مصرفی در تولیدات صنعتی تحویل شهرداری ساری می‌دهیم.

فناوری نانو، کلید حل مشکلات محیط زیست

فناوری نانو از دستاوردهای ارزنده علمی است که قابلیت مشاهده و دستکاری مواد را در مقیاس اتمی و مولکولی فراهم می‌کند. به این ترتیب می‌توان خصوصیات مطلوب یک ماده را از خصوصیات غیرمطلوب جدا کرد. نانو ساختارها پایه اصلی فناوری نانو هستند که کمی از مولکول‌های عادی بزرگ‌تر و از سایر اجزای ساختاری جهان پیرامون بسیار کوچک‌تر هستند و به علت اندازه بسیار کوچک در ابعاد مولکولی خصوصیات منحصر به فرد و مطلوبی از خود نشان می‌دهند. این فناوری می‌تواند کیفیت زندگی انسان را تا حدود زیادی بهبود بخشد. کشور ما در سال‌های اخیر رشد چشمگیری در حوزه فناوری نانو داشته و در برخی حوزه‌ها این فناوری از مرحله تولید علم و فناوری خارج و وارد صنعت شده است. یکی از کاربردهای فناوری نانو در میکروب‌زدایی از آب و فیلتراسیون آب برای افزایش بازده آب و کاهش هزینه‌هاست. آب باید استانداردهای کیفی خاصی داشته باشد تا برای مصارف انسانی مستقیم یا غیرمستقیم بی‌خطر باشد. در فرآیند خالص‌سازی آب باید مواد آلاینده و میکروب‌ها از آب حذف شوند. فاضلاب‌های صنعتی می‌تواند حاوی مقادیر زیادی فلزات سنگین، مواد آلی سمی یا مواد روغنی باشد و جاذبه‌ای نانویی می‌تواند بسیاری از این آلاینده‌ها را از آب جدا کند.

روش‌های نوین تصفیه آب

مدیر تحقیق و توسعه مجموعه دانش بنیان فناوران سبز درکا درباره روش‌های تصفیه ‌پساب‌های ویژه اضافه می‌کند: تصفیه، روش‌های خاصی دارد و فرآیندهای تصفیه بر اساس اجزایی که در درون ‌پساب‌ها وجود دارد، طراحی می‌شود. اصولا برای تصفیه پساب یک کارخانه و بخصوص شیرابه‌ها از الگوهای فاضلاب شهری استفاده می‌کنند. در الگوی تصفیه فاضلاب شهری از مرحله تصفیه بی‌هوازی، تصفیه هوازی و در نهایت از تصفیه زیستی به روش MBR استفاده می‌کنند. چون این الگوها برای فاضلاب شهری است، همان کاربری را برای ‌پساب‌های صنعتی و شیرابه زباله ندارد. روش دقیق‌تر و کارآمد، شناسایی اجزای یک پساب خاص است. به طور مثال اگر عمده پساب آب است و همراه آن مواد معلق و فلزات سنگین وجود دارد، فرآیندی براساس این مواد باید طراحی شود تا بتواند جداسازی مواد را انجام دهد. ما شیرابه زباله شهر ساری را آنالیز و فرآیندی طراحی کردیم که بتواند مواد زائد را جداسازی و آب خالص و سالم را وارد محیط زیست کند. زباله هر شهری ناشی از مواد مصرفی و نوع زباله‌های تولید شده منازل و کارگاه‌هاست و حتی اگر مواد یکسانی وجود داشته باشد، درصدهای آنها با یکدیگر فرق می‌کند. برای مثال معیاری برای سنجش میزان مصرف اکسیژن در فرآیندهای شیمیایی (COD) در پساب شهر ساری و یزد با یکدیگر متفاوت است و عواملی مثل رطوبت و گرمای هوا، نوع مصرف مواد غذایی و... دخیل هستند. میرانی درباره پروژه‌های در حال اجرا می‌افزاید: در حال حاضر به علت شرایط بحرانی آب در کشور، تمرکز ما روی تصفیه آب و فاضلاب‌هایی است که حلال آنها آب است.

پروژه تصفیه ‌پساب‌های شهرداری ساری اجرایی شده است و کارخانه تصفیه شیرابه شهرداری ساری در محل دپوی زباله در حال کار است. در شهرداری بابل هم مشابه این پروژه در حال انجام است. پروژه‌های نیمه‌صنعتی تصفیه روغن زیتون در گرگان و خمیرمایه در استان خراسان رضوی نیز انجام شده است. این طرح دانش‌بنیان پس از انتخاب در جشنواره علم تا عمل از طرف ستاد ویژه توسعه فناوری نانو به عنوان طرح برتر به صندوق ملی نوآوری و شکوفایی معرفی شد و بودجه راه‌اندازی اولین کارخانه نانوفیلتر را در خاورمیانه دریافت کرد. بررسی شرایط و کارهای اولیه در ستاد ویژه توسعه فناوری نانو انجام شده و مراحل راه‌اندازی کارخانه در حال انجام است.

تولیدات دانش‌بنیان‌ چشم به راه حمایت‌ ‌

مهندس میرانی می‌گوید: روی آوردن به اقتصاد دانش‌بنیان موضوع مطرحی در جهان است و دولت نیز در زمینه ارائه تسهیلات و فعالیت‌های جنبی کمک‌های زیادی می‌کند که این خود زمینه‌ساز تحقق اهداف اقتصاد مقاومتی است.

معافیت از مالیات یا اعطای وام‌های کم‌بهره برای توسعه ازجمله تسهیلاتی است که برای شرکت‌های دانش‌بنیان در نظر گرفته شده است. میرانی می‌افزاید: هنگامی که محصول دانش‌بنیانی به عرصه صنعت می‌رسد یا از دانش فنی برای انجام یک کار صنعتی استفاده می‌کند، با موانع زیادی روبه‌رو می‌شود. بیشتر مراکز صنعتی به شرکت‌های داخلی اعتماد نمی‌کنند و ترجیح می‌دهند از محصولات مشابه خارجی و گرانقیمت استفاده کنند.

برای مثال در زمینه تخصص ما بسیاری از مراکز صنعتی، دستگاه‌های زباله‌سوز وارد کشور می‌کنند، در حالی که شرکت‌های دانش‌بنیان و حامی محیط زیست در داخل طرح‌هایی دارند که زباله را به سوخت، مصالح ساختمانی یا آب سالم و بهداشتی برای کشاورزی تبدیل می‌کنند.

شیرابه زباله و ‌پساب‌های صنعتی آسیب‌های زیادی به منابع آبی زیرزمینی وارد می‌کنند و نفوذ این شیرابه‌ها به منابع آب زیرزمینی باعث بروز سرطان‌های مختلف می‌شود. این بحث اکنون یک موضوع جدی در زمینه سلامت است و باید به آن توجه بیشتری شود.

سپیده شعرباف

دانش