Các nhà khoa học phát triển lớp phủ không độc hại mới để làm cho khử muối nước biển sạch hơn và thân thiện với môi trường hơn

Các nhà nghiên cứu KAUST đã phát triển các lớp phủ có thể được sử dụng để làm sạch màng khử muối. Lớp phủ không độc hại có thể cung cấp một sự thay thế an toàn và hiệu quả hơn cho các hóa chất có hại trong các hệ thống thẩm thấu ngược được sử dụng để khử muối nước biển.

Quá trình khử muối thẩm thấu ngược sử dụng áp lực để lọc nước biển thông qua màng bán thấm để sản xuất nước uống trong lành. Mặc dù công nghệ này tiết kiệm năng lượng hơn các phương pháp khử muối khác, hiệu suất của nó có thể bị cản trở bởi sự phát triển của vi khuẩn và các vi sinh vật khác trên bề mặt màng.

Tiến sĩ Maria Fernanda Nava Ocampo nói: "Màng sinh học này tạo thành một lớp không cho phép nước đi qua dễ dàng." Johannes Vrouwenvelder nói. "Một trong những vấn đề lớn nhất với tất cả các phương pháp kiểm soát biofouling hiện tại là chúng không thể loại bỏ hoàn toàn màng sinh học khỏi hệ thống màng, dẫn đến bẩn vĩnh viễn. Điều này sẽ dẫn đến tăng tiêu thụ năng lượng và xả hóa chất kiểm soát ra biển."

Mặc dù các lớp phủ khác thường được làm bằng hóa chất độc hại, lớp phủ polyelectrolyte mới tránh sự cần thiết phải gắn các liên kết độc hại vào màng. Nó cũng có thể được xả ra khỏi hệ thống một cách an toàn bằng nước muối và tăng lưu lượng, do đó không có màng sinh học trên bề mặt màng.

Nava-Ocampo nói: "Ưu điểm của lớp phủ của chúng tôi là nó bám vào bề mặt thông qua tương tác tĩnh điện, vì vậy chúng tôi không phải sử dụng hóa chất." "Chúng tôi cũng có thể phủ phim mà không cần xử lý trước. Bộ phim vẫn còn Trong hệ thống, chúng ta chỉ cần truyền lớp phủ qua cùng một dòng điện được sử dụng để khử muối.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm lớp phủ mà họ tạo ra bằng cách sử dụng trình giả lập màng bẩn, một thiết bị nhỏ mô phỏng các điều kiện trong nhà máy khử muối thẩm thấu ngược. Họ đã lưu hành lớp phủ năm lần trong hệ thống để tạo thành một lớp trên bề mặt màng, và thêm các chất dinh dưỡng phân hủy sinh học để thúc đẩy sự phát triển của màng sinh học.

Sau 8 ngày, các nhà nghiên cứu đã xả hệ thống bằng dung dịch có lưu lượng cao, muối cao trong 24 giờ để loại bỏ lớp phủ. Nhóm nghiên cứu đã so sánh diễn xuất của bộ phim tráng với sự kiểm soát không tráng.

Sử dụng kính hiển vi điện tử truyền dẫn, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng lớp phủ vẫn ổn định trong nước muối, làm cho nó phù hợp để khử muối. Bằng cách tăng cường độ dòng nước và độ mặn của nước, nhóm nghiên cứu đã có thể loại bỏ thành công lớp phủ và màng sinh học gắn vào từ màng.

Sau quá trình làm sạch này, dòng chất lỏng chảy qua màng phủ gấp đôi so với kiểm soát không tráng.

Nava-Ocampo nói: "Điều này cho thấy công nghệ của chúng tôi có tiềm năng làm sạch tốt hơn. " Bước tiếp theo là làm cho nó hiệu quả hơn và bền hơn ở quy mô lớn hơn.