Mokslininkai sukurti naujas netoksiškas dangas, kad jūros vandens gėlinimo švaresnis ir ekologiškesnis

KAUST mokslininkai sukūrė dangas, kurios gali būti naudojamos gėlinimo membranoms valyti. Netoksiškos dangos gali būti saugesnė ir veiksmingesnė alternatyva kenksmingoms cheminėms medžiagoms atvirkštinio osmoso sistemose, naudojamose jūros vandens gėlinimo sistemoms.

Atvirkštinio osmoso gėlinimo procese naudojamas slėgis jūros vandeniui filtruoti per pusiau pralaidią membraną šviežiam geriamam vandeniui gaminti. Nors ši technologija yra efektyvesnė energijos požiūriu nei kiti gėlinimo metodai, jos veikimui gali trukdyti bakterijų ir kitų mikroorganizmų augimas ant membranos paviršiaus.

Dr Maria Fernanda Nava Ocampo sakė: "Šis biofilmas sudaro sluoksnį, kuris neleidžia vandeniui lengvai praeiti." sakė Johannes Vrouwenvelder. "Viena didžiausių problemų, susijusių su visais dabartiniais biologinio maisto kontrolės metodais, yra ta, kad jie negali visiškai pašalinti biofilmo iš membranos sistemos, todėl nuolat užsiteršia. Dėl to išaugs energijos suvartojimas ir kontrolinių cheminių medžiagų išmetimas į jūrą."

Nors kitos dangos paprastai yra pagamintos iš kenksmingų cheminių medžiagų, nauja polielektrolio danga vengia poreikio prie membranos pritvirtinti toksiškus grandiklius. Jis taip pat gali būti saugiai išplautas iš sistemos sūriu vandeniu ir padidėjusiu srautu, kad ant membranos paviršiaus nebūtų biofilmo.

Nava-Ocampo sakė: "Mūsų dangos privalumas yra tas, kad jis prilimka prie paviršiaus per elektrostatinę sąveiką, todėl mes neturime naudoti cheminių medžiagų." "Taip pat galime padengti plėvelę iš anksto jos negydę. Plėvelė lieka Sistemoje mums tereikia perduoti dangą per tą pačią srovę, naudojamą gėlinimo tikslais."

Komanda išbandė jų sukurtą dangą naudodama membraninį užsiteršimo simuliatorių , mažą prietaisą, kuris imituoja sąlygas atvirkštinio osmoso gėlinimo įrenginyje. Jie penkis kartus išplatino dangą sistemoje, kad suformuotų sluoksnį ant membranos paviršiaus, ir pridėjo biologiškai skaidžių maistinių medžiagų, kad paskatintų biofilmo augimą.

Po 8 dienų mokslininkai 24 valandas praplouna sistemą didelio srauto, didelio druskos tirpalu, kad pašalintų dangą. Komanda palygino dengtos plėvelės našumą su nepadengta kontrole.

Naudodami transmisijos elektronų mikroskopą, mokslininkai nustatė, kad danga išliko stabili sūriame vandenyje, todėl tinka gėlinimo. Padidinus vandens srauto intensyvumą ir vandens druskingumą, komanda sugebėjo sėkmingai pašalinti dangą ir pritvirtinti biofilmą iš membranos.

Po šio valymo proceso skysčio srautas per padengtą membraną buvo dvigubai didesnis nei nepadengto valdiklio.

"Tai rodo, kad mūsų technologija turi geresnį valymo potencialą," Nava-Ocampo pasakė. "Kitas žingsnis yra padaryti jį veiksmingesnį ir patvaresnį didesniu mastu."