قسمت ۱:
اهمیت آب و نقش حیاتى آن در زندگى انسان، حیوان، نبات و محیط زیست آنقدر روشن است که نیاز به دلیل و برهان ندارد. با وجود پیشرفت هاى شگفت آورى که در زمین هاى مختلف حیات بشر صورت گرفته است، آب همچنان اهمیت خود را به عنوان یکی از منابع مهم تامین انرژى و نیز تولید محصولات کشاورزى حفظ کرده است، به همین دلیل برخى از دانشمندان معتقدند که آب دلیل اصلى، اما پنهانى بسیارى از منازعات سیاسى یک منطقه محسوب می شود. با توسعه فناوری نانو در صنعت آب و فاضلاب، می توان تحولی عظیم در تامین آب مصرفی و بخش های وابسته به آن به وجود آورد. کاربردهای فناوری نانو در تصفیه آب، گندزدایی، استفاده بهینه از سفره های آب زیرزمینی و بهبود ساز ه های آبی از جمله ویژگی هایی است که صنعت آب و فاضلاب با استفاده از فناوری نانو به دنبال تحقق آ ن ها است.
ضرورت استفاده از فناوری نانو در صنعت آب و محیط زیست در کشورمان ایران، مسئله آب به ویژه آب شیرین با توجه به وضعیت جغرافیایی و قرارگرفتن آن در منطقه خشک و نیمه خشک از حساسیت زیادی برخوردار است. همچنین ذخایر آب کشور در حال کاهش و شور شدن است و آب های سطحی نیز درگیر انواع آلودگی ها هستند. بنابراین با نگاهی به مشکلات تامین آب در ایران و همچنین اهمیت تصفیه و استفاده مجدد از پساب های خانگی و صنعتی، استفاده از فناوری های نوین ضروری به نظر می رسد. فعالیت های صورت گرفته در راستای رسوخ فناوری نانو در صنعت آب و محیط زیست کشور تعامل با متقاضیان در نمایشگا ه های صنعتی توسعه کاربردهای فناوری نانو در بخش صنعت، معرفی حمایت های ستاد از ورود شرکت ها به حوزه فناوری نانو همچون بحث اعتبارسنجی و استانداردسازی محصولات مبتنی بر فناوری نانو، ورود محصولات به بازار و تبادل دانش فنی بین محققین داخل و خارج کشور در زمینه فناوری نانو از جمله اهدافی است که باعث شد تا ستاد توسعه فناوری نانو حضور در نمایشگاه های تخصصی داخلی و بین المللی را در دستور کار خود قرار دهد.
تعامل های صنعتگران و محققان علاقمند به به کارگیری فناوری نانو در صنعت آب و محیط زیست، در سال ۱۳۹۰ را می توان در «سومین نمایشگاه بین المللی صرفه جویی انرژی و مدیریت الکترونیک شهری » «یازدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان « «چهارمین نمایشگاه و جشنواره فناوری نانو »و « هفدهمین نمایشگاه نفت » فناوری نانو خلاصه کرد.
عمده درخواست ها و تبادل اطلاعات صورت گرفته عبارتنداز:
- استفاده از نانوفیلتراسیون در تصفیه پساب صنعتی
- تصفیه فاضلاب برای مصارف کشاورزی
- ساخت دستگاه های فیلتراسیون با استفاده از فناوری نانو و دست یابی به کیسه های ضدمیکروبی
پیشنهاد عنوان برای پایان نامه های صنعتی
عناوین پایان نامه های پیشنهادی اعلام شده از سوی ستاد توسعه فناوری نانو، اغلب مورد تقاضای صنایع بوده و در صورت دستیابی دانشجویان تحصیات تکمیلی به نتایج آزمایشگاهی و یا فناوری امیدبخش در این موضوعات، ستاد نانو از تجاری سازی نتایج آن ها در قالب فروش فناوری، ثبت فناوری و یا ایجاد شرکت های دانش بنیان نانو حمایت خواهد کرد. متقاضیان می توانند برای ثبت درخواست به صفحه کاربری خود در سایت ستاد توسعه فناوری نانو مراجعه کنند.
عناوین پایان نامه های پیشنهاد شده از سوی ستاد نانو در زمینه کاربرد فناوری نانو در صنعت آب و محیط زیست عبارتند از:
- به کارگیری ترکیبات دندریمری در تصفیه پساب های صنعتی
- ساخت و طراحی غشاءهای نانو لوله کربنی جهت تصفیه آب و فاضلاب طراحی دستگاه های تصفیه آلاینده ها با کاربرد صنعتی از طریق نانو فتوکاتالیست ها
- ساخت غشاءهای تولید کننده نانوحباب با هدف افزایش راندمان هوادهی در تصفیه خانه های فاضلاب
- طراحی تک لایه های خودآرا روی پایه های مزوپروسی جهت تصفیه آب
- استفاده از نانوالیاف جاذب برای حذف آلودگی های شیمیایی
- تولید آلومینای نانولیفی (بوهمایت) برای جذب انواع آلاینده یون های با بار منفی
- ساخت نانوغشاءهای سرامیکی برای تصفیه آب
- به کارگیری نانوذرات آهن در تصفیه آلاینده های سفره های زیرزمینی
- آب تثبیت شن های روان به کمک ماتریس های پلیمری بر پایه فناوری نانو
- تصفیه فاضلاب و پساب های صنعتی مبتنی بر فناوری نانو
- سیستم های اعلام خطر انتشار مواد سمی در آب مبتنی بر فناوری نانو
ساخت دستگاه نیمه صنعتی غشای نانوفیلتر توسط محققان پژوهشکده فناوری نانو دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
بازار داخلی کاربرد فناوری نانو در صنعت آب و محیط زیست
توجه صنعتگران به تحقیقات صورت گرفته در حوزه آب و محیط زیست می تواند نقش مؤثری در توسعه بازار محصولات مبتنی بر فناوری نانو در صنعت آب و محیط زیست داشته باشد.
شرکت های داخلی فعال در زمینه به کارگیری فناوری نانو در صنعت آب و محیط زیست
از فعالان عرصه به کارگیری فناوری نانو در صنعت آب و فاضلاب که فعالیتش در مؤسسه خدمات فناوری تا بازار به ثبت رسیده است می توان به شرکت « پیام آوران هوای پاک» اشاره کرد. فعالیت این شرکت در زمینه تولید فیلتر هوشمند جاذب آلاینده های هیدروکربنی بوده و موفق به کسب تاییدیه نانومقیاس از سوی این مؤسسه شده است. همچنین یک شرکت فعال در زمینه تولید غشاء الیاف توخالی پلیمری نانو فیلتراسیون نیز در حال حاضر در مسیر دریافت تاییدیه نانومقیاس از سوی مؤسسه خدمات فناوری تا بازار است. دستاوردهای داخلی با توجه به توانمندی های تحقیقاتی و پژوهشی کشور و همچنین اولویت ستاد در زمینه استفاده از فناوری نانو در تصفیه آب و پساب، پروژه های گوناگونی نیز توسط ستاد ویژه توسعه فناوری نانو یا بخش خصوصی در این زمینه انجام شده است که در ادامه به معرفی برخی از آن ها می پردازیم.
ساخت دستگاه نیمه صنعتی غشاء نانو فیلتر در کشور
فناوری تولید نانو غشاء یکی از فناوری های پرکاربرد در صنعت امروز است که حوزه کاربرد آن از صنعت آب و فاضلاب تا صنایع غذایی، دارویی و همچنین صنایع نفت، گاز و انرژی گسترده می شود. در همین راستا، محققان پژوهشکده فناوری نانودانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، با دستیابی به دانش ساخت غشای نانوفیلتر موفق به ساخت دستگاه نیمه صنعتی غشای نانوفیلتر شدند.
طرح بزرگترین پروژه نانوفیلتراسیون برای تامین آب شرب در آذربایجان غربی
این طرح به منظور تأمین آب شهر پل دشت از توابع استان آذربایجان غربی اجرا گردیده است. ظرفیت این پروژه ۱۷۰۰ مترمکعب در روز بوده که بزرگترین پروژه تصفیه آب با روش نانوفیلتراسیون در کشور است. این پروژه در مردادماه سال جاری به اتمام رسیده است و آماده بهره برداری است.
آیند ه نگری
کارشناسان معتقدند که فناوری نانو می تواند نقشی بسیار کلیدی در رفع مشکلات تصفیه آب و پساب در کشور داشته باشد و در صورت توجه مدیران و مسئولان محیط زیست و آب و فاضلاب به استفاده از کاربردهای فناوری نانو در این بخش می تواند به حل بسیاری از چالش های کشور در این زمینه منجر شود.
فناوری نانو در صنعت آب و محیط زیست از دید بازارهای خارجی
تصفیه آب با فناوری نانو
بهر ه گیری از فناوری نانو در فرآیند تصفیه آب، را ه حل مناسبی است تا بتوان به سادگی آب آلوده را برای استفاده در کشاورزی و یا حتی برای مصارف خانگی بازیافت نمود. فرآیند غربالی،فرآیند جذبی و فرآیند تجزیه از جمله رو ش های به کارگیری فناوری نانو در فرآیند تصفیه آب به شمار می رود.
خط قرمزی برای گسترش آلایند ه های بیولوژیکی
آشکارنمودن آلودگی ها و مواد آلاینده موجود در آب ، هدفی است که دستیابی به آن در فرآیند تصفیه آب، مستلزم بهر ه گیری از فناور ی های نوین است. اگر چه حسگرهای مختلفی برای آشکارنمودن آلودگی ها و مواد آلوده وجود دارند ولی فناوری نانو امکان ایجاد نسل های جدیدی از حسگرهای با توانایی بالا را فراهم می نماید که مواد آلاینده در مقادیر و غلظت های کم را آشکار می کنند. با ظهور فناوری نانو ، حساسیت حسگرها ارتقا یافته و سرعت عملکرد بالاتری پیدا کرد ه اند.
سفر ه های آب زیرزمینی؛ سرمایه های پنهان شده در خاک
تزریق برخی نانوذرات به سفر ه های آب زیرزمینی، یک راه حل عملیاتی با استفاده از فناوری نانو برای تصفیه آب سفر ه ها خواهد بود. تزریق نانوذرات باعث پیوند مواد آلاینده به یکدیگر شده و آن ها را از حالت منفرد به حالت کمپلکس تبدیل خواهد کرد.
ارتقای مقاومت سازه های آبی
بهر ه گیری از فناوری نانو در مواد سازنده سازه های آبی همچون سدها می تواند تاثیرقابل ملاحظه ای در افزایش مقاومت و طول عمر سازه ها داشته باشد. به کارگیری برخی نانوذرات از جمله نانوذرات سیلیس در ساز ه های آبی، افزایش سرعت حرکت سیال و بهبود خواص مکانیکی بتن حاوی این نانوذرات نسبت به نمونه های بتنی دیگر را به دنبال خواهد داشت.
منبع: ماهنامه فناوری نانو -سال دوازدهم-شماره ۷