کاربرد فناوری نانو در تصفیه پساب‌های صنعتی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی

برای دسترسی به سایر گزارشات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید.

---

با توجه به مسئله بحران آب که امروزه یکی از مشکلات اساسی اکثر کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه است، بی شک با توجهی دوباره به منابع آب آلوده شده، می‌توان به مقابله با این بحران پرداخت. تصفیه فاضلاب خانگی و نیز پساب‌های صنعتی از دیرباز مورد توجه بشر قرارگرفته است ولی آنچه که فناوری ­نانو می‌تواند در اختیار ما قرار دهد، بهبود کیفیت فاضلاب تصفیه شده برای استفاده مجدد در کشاورزی، کشت آبی، مصارف صنعتی یا حتی شرب و شست‌‌وشو می‌باشد. در این میان، پساب صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی به دلیل وجود مواد سمی آلی و برخی فلزات سنگین جایگاه ویژه‌ای دارند و ورود فاضلاب آن‌ها بدون تصفیه­ی مناسب، دریاها، آب‌های زیرزمینی و خاک را آلوده می‌کند. از طرفی با توجه به افزایش قوانین و مقررات محیط‌زیستی و سخت‌گیرانه‌تر شدن آن‌ها، تصفیه‌ی پساب این صنایع اهمیت بالایی پیدا کرده ‌است. در ایران نیز به دلیل وجود منابع سرشار نفت و گاز، صنایع مرتبط زیادی شکل گرفته است که تصفیه‌ی پساب آن‌ها مسئله­ی بزرگی می­باشد. اخیراً با ورود فناوری ‌های نوین مانند فناوری ­نانو، مواد و راهکارهای جدیدی برای تصفیه آب و فاضلاب‌های صنعتی و کشاورزی معرفی شده‌اند. استفاده از غشاهای نانوفیلتراسیون، نانوذرات، نانولوله های کربنی و فیلترهای نانوالیافی بی­بافت تحول عظیمی را در تصفیه، بازیافت و استفاده مجدد از منابع آب ایجاد کرده است.

ستاد ویژه‌ی توسعه فناوری ­نانو با هدف برطرف نمودن نیازها و حل مشکلات صنایع با تکیه بر توان داخل، سعی می­نماید تا از طریق حمایت‌های مادی و معنوی خود مسیر رسوخ و انتقال فناوری ­های مبتنی بر فناوری ­نانو را در صنایع مختلف از جمله صنعت نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی هرچه بیشتر تسهیل نماید.

مقدمه

از لحاظ فنی کلمه‌ی “نانو” به معنی  ^{9 –}10 یا یک میلیاردیم هر مقداری است. نانومواد به‌ عنوان موادی تعریف می‌شوند که حاوی قطعات ساختاری با حداقل یک بعد زیر 100 نانومتری هستند. به عبارتی دیگر فناوری  ­نانو مطالعه، طراحی، ایجاد، سنتز، دست‌کاری و کاربرد مواد، ابزارها و سامانه‌های عملکردی از طریق کنترل ماده در مقیاس نانومتری (بین 1 تا 100 نانومتر) است. ساختارهای بزرگ‌تر از این مقیاس میکرومتری بوده و ساختارهای کوچک‌تر از آن به‌عنوان مقیاس اتمی طبقه‌بندی می‌شوند.  دو روش ساخت اصلی در فناوری  ­نانو مورد استفاده قرار می‌گیرد، که اصطلاحاً روش ساخت از پایین به بالا و روش ساخت از بالا به پایین نامگذاری گردیده­اند. در روش پایین به بالا مواد و ابزارها از قطعات مولکولی ساخته می‌شوند، این‌کار از طریق آرایش شیمیایی این مولکول‌ها و بر مبنای اصول تشخیص مولکولی صورت می‌گیرد. در راهکار بالا به پایین اشیا نانومقیاس بدون این‌که کنترلی در مقیاس اتمی وجود داشته باشد، از مواد بزرگ‌تر ساخته می‌شود.

با توجه به قدمت بالایی که صنعت نفت و گاز در ایران دارد و در طول این سالیان دراز توانسته است در ایران جایگاه ویژه‌ای برای خود رقم بزند و به گونه­ای اقتصاد ایران را به خود وابسته نموده­اند. هم­اکنون و با توجه به قدمت نسبتاً زیاد این صنایع و همچنین فضای رقابتی بین­المللی این صنایع توجه ویژه‌ای به بهبود فناوری  در حوزه خود دارند. به همین دلیل، صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی کمابیش از دایره نفوذ فناوری  ­نانو دور نمانده و تا حدودی فناوری  ­نانو در این صنایع وارد گردیده است. هرچند این صنعت در ابتدای راه این تحولات علمی قرار دارد(به‌ویژه در بخش بالادستی)، اما در گروه صنایعی به حساب می‌آید که پتانسیل و تاثیر موفقیت آمیز کاربرد فناوری  ­نانو در بخش‌های مختلف آن (حتی در بعد میدانی) به اثبات رسیده است. آنچه در این گزارش آمده است، مروری بر کاربردها و تحقیقات انجام شده و نیز زمینه‌های قابل بررسی فناوری  ­نانو در تصفیه پساب‌های صنایع نفت و گاز و صنایع وابسته می‌باشد.

 

امروزه با گسترش کارخانه‌ها و مجتمع‌های صنعتی، تولید فاضلاب حاصل از فعالیت آن‌ها به امری اجتناب ناپذیر تبدیل گردیده است. تخلیه فاضلاب این واحدها به محیط زیست یا شبکه فاضلاب شهری خسارات جبران ناپذیری را مانند آلودگی خاک و آب‌های زیرزمینی، خوردگی تاسیسات شبکه فاضلاب و تاثیرات مخرب بر روی سیستم تصفیه بیولوژیکی فاضلاب بر جای می‌گذارد. از این رو لزوم تصفیه فاضلاب این واحدها مطرح می‌گردد. فاضلاب خروجی کارخانه‌ها و مجتمع‌های تولیدی اغلب به فراخور زمینه فعالیت این واحدها، آلوده به آلاینده‌های متفاوتی از جمله نمک­های معدنی، چربی و روغن، اسیدها و قلیاها، آب گرم، مواد پرتوزا، مواد آلی، رنگ، مواد جامد معلق و مواد شیمیایی سمی می‌گردد [1].

یکی از مشکلات صنایع شیمیایی، وجود پساب‌های حاوی مواد امولسیون شده نفتی است که این پساب‌ها محیط زیست را به شدت آلوده می‌کنند. به همین علت اکنون صنایعی وجود دارد که کار آن‌ها تصفیه پساب‌های صنعتی است. علم و فناوری   نقش مهمی را در ارتباط با توسعه روش‌های نوین، ابزار‌ها و تکنیک‌ها برای حل مشکلات ویژه کمی و کیفی آب ایفا می‌کنند. استفاده از فناوری  های نوین به خصوص فناوری ­نانو در راستای کاهش اثرات سوء آلودگی‌های زیست محیطی، به‌عنوان یکی از راهکارهای مدیریتی مطرح می‌باشد. یکی از مواردی که این فناوری  کاربرد خود را متبلور می‌نماید در ارتباط با منابع آب می‌باشد که در نظر گرفتن چالش‌های پیش­رو ضرورت استفاده از آن را پر رنگ­تر نموده است. فناوری ­نانو در صنعت آب طی مدت کوتاهی که از ظهور آن می‌گذرد کاربردهای مختلفی در صنایع گوناگون یافته است. در نتیجه صنعت آب، به‌عنوان یکی از پایه‌های حیات از این مسئله مستثنی نیست و در بخش‌های مختلف آن، شامل ساخت سدها، حفاظت خطوط لوله انتقال آب، تصفیه آب و پساب، شیرین سازی آب و غیره، فناوری ­نانو کاربرد یافته است. بررسی فعالیت‌های پژوهشی در سطح دنیا نشان می‌دهد که تصفیه آب و پساب یکی از مهم‌ترین زمینه‌های کاربرد فناوری ­نانو در صنعت آب است و با بهره­گیری از آن، هزینه های تصفیه به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت. استفاده از فیلترهای نانومتری به منظور افزایش بازیابی آب در سیستم­های موجود و کاربرد نانو­حسگرهای زیستی برای تشخیص سریع و کامل آلودگی آب از مهم­ترین موارد کاربرد فناوری ­نانو در صنعت آب و فاضلاب است .

پساب سمی آلی آسیب‌های زیست‌محیطی فراوانی برای موجودات آبزی، گیاهان و حیوانات بوجود می‌آورد و امکان بروز سرطان در انسان را افزایش می‌دهند. این پساب از منابع مختلف صنعتی از جمله صنایع نفت و گاز خارج شده و باعث شکل‌گیری لایه ای روی سطح آب می‌شوند که اکسیژن حل‌شده‌ی آب را کاهش می‌دهد. وجود این مواد نفتی موجب کاهش اثربخشی فرآیند تصفیه پساب می‌شود زیرا قطرات نفت و روغن اطراف میکروب ها قرار گرفته و مانع حذف آن‌ها می‌شوند. روش متداول برای حذف نفت و روغن استفاده از تانک‌های سرریز کننده یا استفاده از گیاهان تصفیه‌کننده می‌باشد که مهم‌ترین اشکال این روش‌ها بازده پایین آن‌هاست. استفاده از مواد کامپوزیتی از قبیل اکسید آلومینیم، نانوذرات و زئولیت آمورف با ظرفیت جذب بالایی که دارند برای این‌گونه پساب‌ها مناسب هستند [3].

نقش فناوری ­نانو در تصفیه پساب صنایع نفتی

 محصولات غشایی نانوساختار

غشاها تنها فناوری  تصفیه‌ای هستند که می‌توانند جامدات معلق و کلوییدها و مواد آلی و معدنی هم‌چون فلزات سنگین و میکروارگانیسم‌ها را از آب جدا کنند. به‌علاوه این فناوری  چندکاره بوده و اطمینان پذیری بالایی دارد. آبی که با استفاده از فرایندهای غشایی تصفیه می‌شود، برای استفاده مجدد یا بازگشت به آب‌های زیرزمینی مناسب است. بسته به ویژگی‌های پساب می‌توان همراه با غشاها از فرایندهای پیشرفته‌ی دیگر و یا ترکیبی از غشاهای مختلف برای تصفیه استفاده کرد [4].

• فیلترهای نانوالیافی بی‌بافت

فیلترهای الیافی بی‌بافت به‌طور معمول برای جداکردن ذرات جامد معلق از جریانات پسابی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هم‌چنین می‌توان بسیاری از ترکیبات آلی و فلزات ذره‌ای را نیز با استفاده از این فیلترها از فاضلاب جدا کرد. در تصفیه پساب‌های صنعتی ابتدا از چند فرایند فیلتراسیون برای حذف ذرات معلق و آلاینده‌های دیگر استفاده شده و سپس مرحله بعدی تصفیه (هم‌چون بسترهای مبادله یونی) انجام می‌گیرد. انواع مختلفی از فیلترهای الیافی بی‌بافت را می‌توان در مقیاس نانو و با بهره‌گیری از نانوالیاف و مواد دیگر تهیه کرد. نانوالیاف­ها به‌عنوان الیافی تعریف می‌شوند که دارای قطر کمتر از 1000 نانومتر هستند [4].

• نانوذرات

در تصفیه پساب صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی از نانوذرات مختلفی استفاده می‌شود که در ادامه به برخی آن‌ها اشاره می‌شود.

1. زئولیت: زئولیت­ها ذراتی هستند که قادر به حذف مواد آلی خطرناک و هم‌چنین یون‌های فلزات سنگین از آب می‌باشند.
2. اکسیدتیتانیوم: نانوذرات TiO₂ از مهم‌ترین کاتالیست‌هایی هستند که برای حذف آلودگی‌های ناشی از مواد آلی موجود در آب‌های آلوده به مواد نفتی و نیز پساب‌های صنعتی کاربرد دارند.
3. نانوذرات¹SPM: این مواد بدین جهت توسعه یافته‌اند که توانایی حذف آلودگی‌های فلزی و ترکیبات آلی را دارند. به نظر می‌رسد این شاخه از علم نانو برای ازمیان برداشتن آلاینده‌های آلی و حذف نمک‌ها و فلزات سنگین بسیار مناسب باشد.
4. نانوذرات مبتنی برآهن: این ذرات در حذف هیدروکربن‌های مختلف و بسیاری از آلاینده‌های مقاوم دیگر از جمله آنیون‌هایی مثل پرکلرات، نیترات و دی کرومات، فلزات سنگین و رادیو نوکلیدها مفید هستند. هزینه پایین، راحتی استفاده و ظرفیت حذف آلاینده‌ها بدون استفاده از مواد شیمیایی از دیگر جذابیت‌های این نانوذرات به شمار می‌روند[4,5].

• نانولوله های کربنی

استفاده از نانولوله های کربنی مزایای زیادی در تصفیه­ی آب و فاضلاب دارد. این مواد نانوساختار برخلاف غشاها می­توانند به‌صورت مجدد مورد استفاده قرار بگیرند. به دلیل طبیعت آب‌گریز نانولوله های کربنی و جریان تقریبا بدون اصطکاک آب از درون آن­ها، مصرف انرژی ابزارهای مبتنی بر این مواد کمتر از ابزارهای دیگر است و در نتیجه از نظر انرژی مقرون به صرفه­تر هستند. به‌علاوه می­توان انتخاب­گری شیمیایی نانولوله های کربنی را از طریق عامل­دار کردن افزایش داد تا بتوانند آلاینده‌های مختلفی هم­چون آرسنیک، فلوئور، فلزات سنگین و ترکیبات آلی سمی را مورد هدف قرار دهند [4].

• فناوری پلاسما

تصفیه پساب‌های صنعتی با بهره‌گیری از فناوری  پلاسما در داخل کشور به عنوان راهکاری بسیار سریع، کارآمد و همچنین کم هزینه انجام می‌شود. در این روش پس از تخلیه الکتریکی و ایجاد محیط پلاسمایی در داخل پساب، ذرات موجود در پساب با سرعت بالا به حرکت درآمده و با کمک پدیده کاویتاسیون پلاسمایی و تاباندن پرتو فرابنفش، مواد محلول در آب به هم چسبیده و با پلیمریزاسیون آن‌ها، لخته‌های درشت ناخالصی ایجاد و ته‌نشین می‌شود. با توجه به این موضوع که کل این فرآیند در مدت زمان متوسط 2 دقیقه و بدون استفاده از هرگونه مواد شیمیایی صورت می‌پذیرد، مشکلات رایج سایر روش‌های تصفیه پساب مانند زمان­بر بودن را ندارد و می­تواند نقش پررنگی در حفظ محیط زیست ایفا کند.

شرکت پتروشیمی تبریز از این روش برای تصفیه‌ پساب خود با ظرفیت 150 مترمکعب در ساعت استفاده می‌کند. سامانه مزبور در سه مقیاس آزمایشگاهی شامل 20 مترمکعب در روز، پایلوت به میزان 100 مترمکعب در روز و مقیاس صنعتی با 20 مترمکعب در ساعت توسط دانشگاه تبریز در پتروشیمی انجام شده و علاوه بر سیستم و حذف ترکیبات آلی فرار و کاهش²COD، موارد ایمنی و استانداردهای صنعت پتروشیمی نیز مورد توجه قرار گرفته است. پساب‌های صنایع پتروشیمی به دلیل داشتن ترکیبات فرار آروماتیکی مانند بنزین و تولوئن باعث ایجاد آلودگی‌های زیست محیطی بالایی در منطقه پیرامونی می‌شود [6].

• نانوحباب ازن در تصفیه آب و پساب با استفاده از فناوری نانوحباب (نانوکویتاسیون)

این فناوری بر اساس فرایند اکسیداسیون پیشرفته عمل می‌کند. این فناوری  با استفاده از روش­های ازن زنی، نانوکویتاسیون هیدرودینامیک و اکسیداسیون الکتروشیمیایی اقدام به از بین بردن باکتری­ها، بیوفیلم، مواد آلی و اکسید فلزات سنگین از آب ها و پساب های مختلف می­نماید.

کویتاسیون به‌عنوان یک فرایند فیزیکی عبارت است از تشکیل حباب‌هایی از بخار یک سیال مایع که معمولاً در نواحی کم‌فشار در داخل سیال تولید می‌شوند و متعاقبا متلاشی شدن حباب‌ها پس از افزایش فشار سیال را در پی خواهد داشت. ماهیت طبیعی پدیده کویتاسیون به خودی خود مضر است و عموماً این پدیده در پمپ‌‌ها مشاهده شده و در صورت وقوع یکی از خسارات آن ایجاد خوردگی و حفره بر روی بدنه پروانه و پوسته پمپ است. در این میان یک شرکت دانش بنیان داخلی با ایده گرفتن از این پدیده‌ طبیعی، راکتوری ساخته است که انرژی بالای تولید شده توسط پدیده فوق را در راستای اهداف مفید صنعتی و نیمه‌صنعتی هدایت می‌کند، از جمله توزیع نانوذرات جامد در مایعات و همچنین تولید نانوامولسیون‌‌های مایع-مایع. در این راکتور با استفاده از فشار بسیار بالا و هم­چنین به کارگیری نازل با طراحی ویژه، نانوحفرات در داخل سیال ایجاد می‌گردد (نانوکویتاسیون). این فرایند یک شبیه‌سازی از فرایند اولتراسونیک است. نانوحفرات ایجاد شده در سیال به عنوان عامل توزیع‌کننده نانوذرات و یا عامل تولید‌کننده امولسیون‌‌های همگن مایع-مایع می‌باشند. با در اختیار داشتن این فناوری  می‌توان نانوکلوئید و نانوامولسیون‌‌های گوناگون (برای مثال نفت-آب یا روغن-آب) در مقیاس صنعتی و نیمه‌صنعتی تولید کرد.

از مزایای این فناوری  می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. ارتقای کیفیت محصول
2. قابلیت تولید در مقیاس‌های آزمایشگاهی، نیمه‌صنعتی و صنعتی در کاربرد‌‌های مختلف
3. راندمان انرژی بالا
4. زیست‌سازگاری
5. مصرف انرژی پایین‌تر در مقایسه با سایر روش‌های مشابه

با توجه به وسعت حوزه کاربردی دستگاه نانوکویتاسیون هیدرودینامیک، بسته به شرایط کاری و صنعت مورد استفاده از دستگاه، طراحی و ویژگی دستگاه متفاوت خواهد بود. در هر کاربرد و با توجه به نیاز خروجی، طراحی دستگاه متفاوت خواهد بود. این دستگاه برای کاربرد‌های فراوانی قابل ارائه است که هر کدام از آن‌ها دارای ویژگی و طراحی منحصر به فردی است. تنوع این محصولات به حوزه‌‌های زیر قابل دسته‌بندی است:

1. به عنوان یک روش اکسیداسیون پیشرفته در حوزه تصفیه آب و پساب
2. تزریق نانوحباب‌های ازن، اکسیژن و … در حوزه تصفیه آب و پساب
3. حوزه سبک‌سازی نفت

با توجه به کاربردها و قابلیت های فناوری ­نانو در صنعت آب و فاضلاب بسیاری از شرکت‌ها از این فناوری ‌ها در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌کنند و به همین دلیل امروزه استفاده از محصولات و تولیدات بر پایه فناوری ­نانو افزایش یافته است. این محصولات اغلب شامل نانوفیلترها و انواع حسگرهایی است که به منظور تشخیص مواد و ذرات موجود در آب مورد استفاده قرار می‌گیرند [7].

چشم انداز اقتصادی

حجم بازار محصولات غشایی نانومقیاس در تصفیه آب و میزان رشد آن‌ را به تفکیک کاربرد طبق آمار گزارش شده است. مبنای محاسبه‌ی حجم بازار و رشد آن، محصولات غشایی معمول هستند (اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون) که در حال حاضر در بازار وجود دارند. با این حال تجاری­ سازی غشاهای نسل بعدی که از نانولوله های کربنی یا نانوذرات بهره می‌برند، احتمالا در آینده‌ای نه چندان دور روی خواهد داد، هرچند که این امر برای دوره زمانی مورد بررسی پیش‌بینی نشده است. با وجودی که از فرایندهای غشایی به‌طور وسیع در تصفیه آب آشامیدنی استفاده می‌شود، رشد بازار غشاها در تصفیه فاضلاب کندتر بوده است. این کندی پذیرش بیشتر از آن­که مربوط به توانایی پایین غشاها باشد، به دانش پایین کاربران بالقوه این فناوری  ربط دارد. فرایندهای معمولی هم‌چون زلال‌سازی، تقطیر و تبخیر روش های بسیار جاافتاده‌ای هستند که پیچیدگی کمتری نسبت به جداسازی غشایی دارند. با این حال هزینه‌ی این فرایندهای قدیمی درحال افزایش بوده و هم‌چنان آب تصفیه شده امکان آزاد شدن یا استفاده مجدد را ندارد. این مشکلات به همراه پذیرش راکتورهای زیستی غشایی پیش‌‌ران‌هایی هستند که بازار محصولات غشایی را در این بخش به پیش می‌برند. بازار محصولات غشایی نانوساختار که در سال 2010 در تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته اند، حدود 316 میلیون دلار بوده است. این بازار با نرخ رشد سالیانه ترکیبی (CAGR)³ 7.9 درصد در سال 2015 به 462 میلیون دلار رسیده‌است [4].

در سال 2010 حجم بازار محصولات نانولوله ه­ای کربنی مورد استفاده در تصفیه آب حدود 2 میلیون دلار بوده‌است و در سال 2015 به 6 میلیون دلار رسیده‌است [4].

محصولات موسسات و شرکت‌های داخلی

• نام شرکت: پالایش پلاسما صنعت

شرکت پالایش پلاسما صنعت یکی از شرکت‌های دانش بنیان فعال در زمینه تصفیه آب و پساب و تصفیه هوا می باشد. این شرکت توانسته است با بکارگیری کادر متخصص دانشگاهی و صنعتی چه در زمینه آب و پساب و هوا و چه در زمینه پلاسمای کاربردی، سیستم‌های پیشرفته پلاسمای صنعتی را طراحی کرده و تحویل دهد. سیستم تصفیه و پیش تصفیه آب و پساب عنوان محصولی است که با استفاده از تکنولوژی پلاسما طراحی شده است.

نام محصول: دستگاه تصفیه پساب رنگی دارای الکترود پردازش شده با پلاسما

کاربرد

حذف آلاینده‌های آلی با افزایش تولید هیدروژن پراکسید

حوزه کاربرد

1. پساب صنایع نفت و پتروشیمی
2. سکوهای نفتی و نفت‌کش‌ها

خصوصیات محصول

1. نانودیواره‌های با اندازه‌ی لبه کوچکتر از 100نانومتر
2. تولید میزان H₂O₂ بیشتر با استفاده از الکترود اصلاح شده با فرایند پلاسما
3. حذف بیشتر آلاینده‌های آلی مانند رنگدانه‌ها و ید

 

 

• نام شرکت: دانش پژوهان صنعت نانو

شرکت دانش پژوهان صنعت نانو در سال 1389 با هدف توسعه دانش فنی محصولات دانش بنیان به خصوص در زمینه تولید غشاهای نانو ساختار سرامیکی تاسیس، و از سال 1393 با عنایت به دستاوردهای موفق در زمینه تولید غشاهای سرامیکی در مقیاس پایلوت و نیمه صنعتی و توجه ویژه ستاد ویژه توسعه فناوری ­نانو، معاونت علمی و فناوری  ریاست جمهوری در مرکز رشد واحدهای دانش بنیان دانشگاه صنعتی سهند، مستقر گردید تا فعالیت های فناورانه را در این زمینه با جدیت دنبال نماید.

نام محصول: غشاهای سرامیکی UF، MF و NF

کاربرد

این فیلترها در محدوده وسیعی از دما و فشار و برای کاربردهای مختلفی از قبیل جداسازی باکتری­ها در صنایعی از جمله صنایع لبنی و آب­میوه، مواد معلق و مواد پلیمری، جداسازی امولسیون آب و روغن و بازیابی فلزات استفاده می‌شود.

حوزه کاربرد

1. صنایع لبنی و آب­میوه
2. تصفیه آب و فاضلاب

خصوصیات محصول

1. از جنس سرامیک مهندسی آلفا-آلومینا هستند.
2. سایز حفرات در محدوده 0.1-1 میکرومتر (ذرات بزرگ‌تر از 1 نانومتر را از خود عبور نمی‌دهند.)

 

 

 نام شرکت: ایفا پژوهش

شرکت ایفا پژوهش یک هلدینگ فعال در پروژه‌های صنعتی در ایران است که از سال 2001 با دو شرکت تابعه برای راه حل‌های محیط زیستی و برنامه‌های کاربردی صنعتی به وجود آمد. ماموریت این شرکت ارائه جدیدترین طراحی و راه حل‌ها در پروژه‌های نفت، گاز، پتروشیمی، توزیع آب و فاضلاب می­‌باشد.

نام محصول: غشاهای نانوکامپوزیتی

کاربرد

اولترافیلتراسیون فناوری  جداسازی آلاینده­های آبی توسط غشا است. غشاهای هالوفایبر (الیاف نازک تو خالی) از جمله غشاهای مورد استفاده در فرایند اولترافیلتراسیون است. این غشاها کاربرد فراوانی دارند، از جمله: کاربرد برای آب آشامیدنی، خالص‌سازی اولیه آب­های صنعتی، تصفیه فاضلاب و غیره.

حوزه کاربرد

1. صنایع دارویی و لبنی
2. تصفیه آب و فاضلاب
3. صنایع نفت و گاز

خصوصیات محصول

1. قطر: 0.2 تا 0.02 میکرون
2. جنس: پلیمرهای PE-PP-PVC کامپوزیت شده با Nano-ZnO و Nano-TiO₂

 

 

• نام شرکت: پیام­آوران نانوفناوری فردانگر

شرکت پیام‌آوران نانو فناوری  فردانگر (PNF) در سال 1386 با هدف ایجاد و توسعه فناوری  پیشرفته نانو تاسیس گردید. شرکت PNF در زمینه فرایندهای فناوری ­نانو و اصلاح محصولات نانو، طرح­های گوناگونی را دنبال نموده است. در حال حاضر شرکت PNF علاوه بر فعالیت‌های گذشته با توسعه تکنولوژی‌های الکترودیالیز انتخابی و معرفی روش CaviZone بر حوزه تصفیه آب و پساب متمرکز شده ­است.

نام محصولات  و فناوری ­ها:

1. سیستم الکترودیالیز انتخابی
2. روش CaviZone

 

• سیستم الکترودیالیز انتخابی

کاربرد

سیستم الکترودیالیز انتخابی یکی از روش­های نوین نمک­زدایی با مصرف انرژی پایین و تولید پساب کم نسبت به سایر روش­های مشابه است. این سیستم قابلیت حذف انتخابی یون­های آلاینده موجود در آب از قبیل نیترات را دارا است.

• روش CaviZone

کاربرد

فناوری   CaviZone بر اساس فرایند اکسیداسیون پیشرفته عمل می‌کند. این فناوری  با استفاده از روش­های ازن زنی و نانوکویتاسیون هیدرودینامیک اقدام به از بین بردن باکتری­ها، بیو فیلم، مواد آلی و اکسید فلزات سنگین از آب‌ها و پساب‌های مختلف می­نماید. زمانی­که آب در چرخه­ی فرایند CaviZone قرار می‌گیرد دیواره­ی سلولی باکتری­ها متلاشی می‌گردد، فلزات سنگین اکسید می­شوند و سپس آب برای تصفیه نهایی آماده می‌شود. فناوری  CaviZone متشکل از دو فرایند اکسیداسیون کارآمد می­باشد که به کمک هم فناوری  مقرون به صرفه و پر بازده‌ای را در مقایسه با سایر فناوری ‌های جایگزین معرفی می‌کنند.

این فناوری  به همراه روش‌های انعقاد الکتریکی⁴(EC)، اکسیداسیون الکترو شیمیایی ⁵(EO) و نانو آهن ⁶(NZVI)  در تصفیه پساب‌های صنایع الکل سازی، نساجی، پتروشیمی، پلیمری، غذایی و …. نتایج چشم‌گیری را به ارمغان آورده­است.

 

مزایای فناوری

1. اکسیداسیون بدون استفاده از مواد شیمیایی
2. قابلیت افزایش ظرفیت در مقیاس‌های مختلف صنعتی
3. قابل حمل
4. بازدهی بالا
5. سازگار با محیط زیست
6. مقرون به صرفه

 

محصولات شرکت‌های خارجی

• نام شرکت:new logic international

کشور: ایالات متحده آمریکا

       شرکت new logic international تولیدکننده‌ی VSEP⁷ (فرآوری بهبودیافته توسط برش ارتعاشی) به شمار می‌رود. VSEP یک سامانه غشایی مقاوم در برابر کثیفی با حجم خروجی نیروی برشی بالاست که در تصفیه آب و فاضلاب، فرآوری شیمیایی و کاربردهای خالص‌سازی به کار می‌رود. این شرکت بیش از 200 نوع غشا از جمله غشاهای اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون، میکروفیلتراسیون، اسمز معکوس و غبال‌های درشت ارائه می­دهد.

فناوری  VSEP در تصفیه و بازیافت آب و فاضلاب، صنایع شیمیایی، تولید برق، تولید و فناوری  نفت، صنایع الکترونیک، تولید رنگ و رنگدانه و خودروسازی به کار می­رود.

برخی محصولات:

1. سیستم‌های اسمز معکوس مارپیچ
2. سیستم­های غشایی VSEP

وب‌سایت: www.vsep.com

 

• نام شرکت: Koch Membrane Systems

کشور: ایالات متحده آمریکا

محصولات این شرکت در صنعت آب عبارتند از آب فوق خالص، آب آشامیدنی، تصفیه پساب‌های صنعتی و نمک‌زدایی از آب. این شرکت غشاهای نانوفیلتر در اشکال لوله‌ای، مارپیچی و صفحه تخت تولید می‌کند. غشاهای شرکت با نام‌های تجاری SelRO، SR، TFC و TFC-S به بازار ارائه می‌شود.

وب سایت: http://www.kochmembrane.com

   حجم بازار محصولات غشایی نانومقیاس در بخش‌های مختلف تصفیه آب

 

 

پی‌نوشت

1. Superparamagnetism
2. chemical oxygen demand
3. Compound Annual Growth Rate
4. Electrocoagulation
5. Electrochemical Oxidation
6. Nano Zerovalent Iron
7. Vibratory Shear Enhanced Processing

 

منابع                     

1. http://abzistco.com
2. https://www.civilica.com/Paper-PASAB02-PASAB02_059= تصفیه-پسابهای-صنعتی-و-نفتی-با-استفاده-از-نانو-تکنولوژی.html
3. Oil and Grease Removal from Industrial Wastewater Using New Utility Approach, S. Abd El-Gawad, May 2014
4. http://irannano.org/filereader.php?p1=main_9460370bb0ca1c98a779b1bcc6861c2c125.pdf&p2=static_page&p3=1&p4=1

5. بررسی کاربردهای فناوری ­نانو در صنعت آب، کاوه خیرخواه، علیرضا فخاریان، محمد قدیریان
6. nanoindustry.ir/inst/news/59507

7. http://icanano.ir/platform.php?id=16

 

کارگروه ترویج صنعتی در حوزه نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی

محمدرضا بسکابادی، علی طالبیان