Нанотехнологии за пречистване на водата

В развитите страни нанотехнологията се популяризира като технологична революция, която може да разреши много проблеми. Тя обещава да осигури нови начини за много от постоянните предизвикателства в развиващите се държави – лечение на туберкулоза и малария, запазване на храна, диверсификация на енергийни източници. Много наноматериали в световен мащаб се произвеждат за структурни проложения (катализатори, предпазни филми и покрития, композитни метали), продукти за защита на кожата (козметика), информационни и комуникационни технологии (наножици и оптоелектронни материали), биотехнология (лекарства, диагностични маркери и биосензори) и технологии за околната среда (нанофилтри и мембрани).

Нанотехнологията предлага много обещаващи решения за подобряване качеството на водите на място, т.е. все по-ефективно и ефикасно за премахване на всички замърсители във водата, за да я направи безопасна за пиене. Има три осовни нанотехнологии за пречистване на водата – нанофилтри с мембрани (въглеродни нанотръби) за филтриране на замърсяването, наносензори за откриване на замърсители във водата и наноматериали, които помагат за отстраняване на замърсяването на водите, както и за обезсоляване.

През последните години са били използвани механични или химични методи за ефективно филтриране, но най-новата техника е нанофилтрация. Нанофилтрацията е относително нов мембранно-филтриращ процес, който най-често се използва с нискоразтварящи се водни течности като например прясна подпочвена и повърхностна вода. Целта му е омекотяване (поливалентно катионно почистване) и премахване на остатъчни естествени и синтетични, органични вещества, които могат да предизвикат дезинфекции.

Използването на наночастици повишава ефективността на поглъщане на замърсители и е значително по-евтино в сравнение с традиционно прилаганите методи на утаяване и филтрация, тъй като нанотехнологиите включват разнообразие от различни видове мембрани и филтри, базирани на въглеродни нанотръби, нанопропусклива керамика, магнитни наночастици и други наноматериали.

Механизмът се основава на използването на мембрани с подходящи размери на отвора, при които течността се пресова през мембраната. Нанопропускливите мембрани са подходящи за механична филтрация с изключително малки пори – по-малки от 10 mn (нанофилтриране), и са съставени от нанотръби. Магнитните наночастици предлагат ефективен и надежден метод за отстраняване на тежки метали в отпадъчните води, чрез използването на магнитни техники за разделяне.

Разделителни мембрани с нано структура могатда се използва и като по-евтин метод за производство на питейна вода. В едно скорошно изследване в една от развиващите се страни, бяха проведени тестове, използвайки полимерена нанофилтрация във връзка с обратна осмоза за третиране на леко солена подпочвена вода (вода, която е солена, но по-малко от морска вода). Тези тестове произведоха питейна вода.

Мембраните за обратна осмоза отстраниха по-голямата част (около 99%) от разтворените вещества, но концентрацията на основни хранителни вещества като калциеви и магнезиеви йони беше намалена до нива, по-ниски от стандартите на Световната здравна организация за питейна вода. Затова беше необходимо допълнително насищане с нужните съставки, за да се създаде годна за пиене вода.

Евтините наномембрани са доказали своята ефективност в производството на питейна вода. Осигуряването на нанофилтриращи методи за развиващите се страни може значително да увеличат доставките на чиста вода и то на цени, доста по-ниски в сравнение с конвенционалните системи за пречистване.

.

.