Midyeden alınan ilhamla %99 verimli membran
Mühendisler, atık sudaki kimyasalların tekrar kullanımı için yeni bir zar türüyle membran geliştirdi. Membranın, sürdürülebilirliği artırması ve endüstriyel atık su arıtımına değer katacağı düşünülüyor.
Başak Nur GÖKÇAM
Birleşik Krallık’taki Bath Üniversitesi akademisyenleri ile Çin, Güney Kore, Singapur, Avustralya ve Belçika’daki akademisyenlerin ortak çalışmaları sonucunda atık sudaki kimyasalların tekrar kullanılabileceği yeni bir zar türü geliştirildi. Çalışmalarında midyeden ilham alan mühendisler, atık su arıtmada kullanılmak amacıyla oluşturulan TFC NPM olarak da bilinen ince film kompozit nano gözenekli membran üzerine çalıştılar.
Geliştirilen zar, ilaç, petrol, gaz, tekstil, gıda gibi endüstrilerde suyun daha sürdürülebilir bir şekilde arıtılmasını sağlayarak su yönetimine büyük ölçüde katkı sağlayacak. Geliştirilen membranın, suyu arıtmak için kullanılırken, elektrodiyalizde tercih edilen akım eş değerlerinin de yerini alabileceği düşünülüyor. Bunun ise membranın, iyonları bir elektrik akımı altında zarlar aracılığıyla bir çözeltiden diğerine taşıyarak yapacağı belirtiliyor.
Hem daha ucuz hem daha verimli
Su arıtmak için kullanılan ve yüzde 90-95 aralığı bir ayırma verimliliğine sahip olan mevcut membranlardan daha ucuz olacağı belirtilen yeni membranın verimliliği ise yüzde 99’dan fazla olacak. Konuya ilişkin açıklamada bulunan Bath Üniversitesi Kimya Mühendisliği öğretim görevlisi ve makale yazarı Dr Ming Xie, “Geliştirilen zar, atık su arıtımına ilişkin düşünceleri değiştirecek” dedi.
Birçok endüstrinin atık suyu ticari bir atık olarak gördüğünü belirten Xie, “Oluşturduğumuz membran gibi teknolojiler, atık suyun enerji gereksinimini azaltarak karbon emisyonlarını düşürme yolunda adımlar atmamıza yardımcı olabilir. Kimyasallar, tuzlar, enerji, biyokütle ve besinler gibi bileşenleri yüksek değerli yan ürünler olarak yeniden kullanmadan önce verimli bir şekilde ayırmanın yollarını arıtmada bulmam mümkün” diye konuştu.
Organik maddeleri bloke etti
Araştırmacılar, membran geliştirme sırasında membranın yüzeyindeki kaplamayı tasarlarken, midyelerin salgıladığı ve ıslak koşullarda kayalara veya ahşaba yapışmak içi kullanmış oldukları bileşen olan polimer polietilenimin (PEI) ve polidopamin’den (PDA) ilham aldı. Çalışmalar sonucunda ise kaplamanın yapışkanlığı, zarı oldukça seçici hale getirerek suyun geçmesine izin verdi. Bu sayede de diğer bileşikleri ve organik maddeleri bloke ettiği ve suyun daha iyi filtrelendiği görüldü.
Benzeri görülmemiş bir geri kazanım
Testler sırasında araştırmacılar, PDA/PEI kaplı zarın elektro-tahrikli filtrasyon performansını kanıtlamak için dört antibiyotik - seftriakson sodyum, sefotaksim sodyum, karbenisilin disodyum ve ampisilin sodyum - kullandılar. Membran, tuzlu su çözeltilerinden (su ve NaCl sodyum klorür) antibiyotiklerin uzaklaştırılmasında yüzde 99,3’ten fazla tuzdan arındırma verimliliği ve yüzde 99,1’den fazla antibiyotik geri kazanımı ile karşılaştı. Bu geri dönüşüm kazanımı, daha önce benzeri görülmemiş bir şey olarak ifade edildi.
Düşük enerji tüketimiyle yeniden kullanılabilir su
Çalışmanın ortak yazarı ve aynı zamanda Kore Enerji Teknolojisi Enstitüsü, Enerji Mühendisliği Departmanından Dr. Dong Han Seo, “Bu çalışma, etkili geri kazanım sağlamak için ilaç endüstrisindeki biyo bazlı atık su arıtımı konusundaki büyük zorluğu ele alan en gelişmiş elektrodiyalizi gösteriyor. Membran ile değeri yüksek kimyasallardan arınma elde edilirken, diğer yandan da düşük enerji tüketimi kullanılarak yeniden kullanılabilir su elde edilmektedir” dedi.
Uzun vadeli stabilite
Çalışmanın diğer ortak yazarlarından olan Çin Bilimler Akademisi’nden Dr Jiuyang Lin ise, “Bu basit ama etkili kaplama, uzun vadeli stabilite sağlar ve atık su koşullarından bağımsız olarak düşük enerji tüketimini garanti eder” diye konuştu.