Aşındırıcı Kimyasallara ve Yüksek Bakım Maliyetlerine Son: Güneş Işığı ile Temizlenen Membranlar
Membran teknolojisi, su desalinasyonu, kanalizasyon arıtma ve temiz musluk suyu için gelişmiş su arıtma prosesleri gibi çok su arıtma işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Membran filtrasyon teknolojisi, su kalitesini önemli ölçüde artırabilen bir yöntemdir ve son zamanlarda Kore’de yaygın bir sorun haline gelen musluk suyundaki larvaları etkili bir şekilde önleyebilecek bir alternatif olarak önerilmiştir. Bununla birlikte mevcut membran teknolojisi, membran yüzeyinde biriken bakteriyal adezyon ve mikrobiyal hücrelerin büyümesi nedeniyle hızlı bir performans düşüşünden muzdariptir. Bu durum ise yüksek bakım maliyetlerine yol açmaktadır.
Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KIST), Su Döngüsü Araştırma Merkezi’nden Dr. Jeehye Byun ve Direktör Seok Won Hong liderliğindeki araştırma ekibinin, güneş ışığının ışınlanması yoluyla biyolojik kirleticileri kendi kendine temizleyen bir zar malzemesi geliştirdiğini bildirdi. Ekibe göre, yeni geliştirilen membran malzemesi sadece 10 dakikalık güneş ışığı ışınlamasından sonra yeniden kullanılabiliyor ve bu sebeple membran yönetimi maliyetini önemli ölçüde azaltması bekleniyor.
Su arıtma membranları, su filtrasyonundan sonra membran yüzeyinde kirleticiler biriktiği için periyodik temizlik gerektirir. Şu anda, kullanılan membranlar haftada en az bir kez aşındırıcı kimyasallarla altı saatten fazla temizlik gerektiriyor, bu da oldukça yüksek işletme maliyeti ile sonuçlanıyor ve kimyasallar nedeniyle membranlara zarar veriyor.
Bu sorunları çözmenin bir yolu olarak KIST’teki araştırmacılar, görünür ışığa duyarlı bir fotokatalisti su arıtma membran yüzeyiyle birleştirdi. Bu yüzeyi modifiye edilmiş fotokatalitik membran, görünür ışıkla ışınlandığında yüzeyde biriken kirleticileri tamamen ayrıştırabiliyor ve böylece membranı kolayca temizleyebiliyor. Geliştirilen bu yeni membran özellikle, Escherichia coli ve Staphylococcus aureus gibi bakterilerin% 99.9’unu ortadan kaldırarak üstün bir performans gösterdi. Ayrıca, MS2 bakteriyofajı gibi virüsler, bir saatten daha az ışık uygulaması sonucunda zar yüzeyinde birikti. Ekibe göre, geliştirilen membran sadece mikrobiyal hücreleri değil, boya çözeltileri ve ağır metaller gibi organik kirleticileri de giderebiliyor. Dahası, testleri 10 defadan fazla kez tekrarladıktan sonra bile performansı sürdürdü ve bu büyük bir avantaj olarak görülüyor.
KIST’ten Dr. Jeehye Byun, “Araştırmamız, su arıtma süreçlerinin verimliliğinin fotokatalitik teknoloji ve su arıtma membran teknolojisini birleştirerek iyileştirilebileceğini ortaya çıkardı” dedi. “Bu araştırma sonuçlarına dayanarak, su arıtma membranı pazarına liderlik edebilecek yeni nesil membranlar geliştirmeye çalışacağız.”
Kaynak: phys.org
