Nanotechnologie: de toepassing ervan op waterfiltratie en sanering

In ontwikkelde landen wordt nanotechnologie gepromoot als een technologische revolutie die een reeks problemen zal helpen oplossen. Het belooft nieuwe manieren te bieden om de chronische uitdagingen van sommige ontwikkelingslanden op te lossen, zoals de behandeling van tuberculose en malaria, het conserveren van voedsel en het diversifiëren van energiebronnen en andere toepassingen. Veel nanomaterialen worden nu wereldwijd vervaardigd voor structurele toepassingen (keramiek, katalysatoren, films en coatings en samengestelde metalen), huidverzorgingsproducten (cosmetica), informatie- en communicatietechnologieën (nanodraden en opto-elektronische materialen), biotechnologie (medicijnafgifte, diagnostische markers en biosensoren) en milieutechnologieën (nanofiltratie en membranen).

Nanotechnologie biedt vele veelbelovende oplossingen voor het verbeteren van de waterbehandeling “point of use” – d.w.z. efficiënter en effectiever worden in het verwijderen van alle verontreinigingen in water om het veilig te maken om te drinken. Er zijn drie nanotechnologieën voor waterbehandeling; nanofilters met membraan (koolstofnanobuisjes) om verontreinigingen uit te filteren, nanosensoren om verontreinigingen in het water te detecteren en nanomaterialen om te helpen bij de sanering van watervervuiling, en de ontzilting.

In de afgelopen jaren zijn mechanische of chemische methoden gebruikt voor effectieve filtratietechnieken, maar de recente techniek is nanofiltratie. Nanofiltratie is een relatief recent membraanfiltratieproces dat meestal wordt gebruikt met water met een laag totaal opgeloste vaste stoffen, zoals oppervlaktewater en zoet grondwater, met als doel het verzachten (polyvalente kationverwijdering) en verwijdering van voorproducten van desinfectiebijproducten zoals natuurlijke organische stoffen en synthetische organisch materiaal. Het gebruik van deeltjes op nanoschaal verhoogt de efficiëntie om de verontreinigingen te absorberen en is relatief goedkoop in vergelijking met traditionele neerslag- en filtratiemethoden omdat de nanotechnologieën een verscheidenheid aan verschillende membranen en filters op basis van koolstofnanobuizen, nanoporeuze keramiek, magnetische nanodeeltjes en andere nanomaterialen omvatten . Het mechanisme is gebaseerd op het gebruik van membranen met geschikte gatafmetingen, waarbij de vloeistof door het membraan wordt geperst. Nanoporeuze membranen zijn geschikt voor een mechanische filtratie met extreem kleine poriën kleiner dan 10 nm (nanofiltratie) en samengesteld uit nanobuizen. Magnetische nanodeeltjes bieden een effectieve en betrouwbare methode om verontreinigende zware metalen uit afvalwater te verwijderen door gebruik te maken van magnetische scheidingstechnieken.

Scheidingsmembranen met structuur op nanoschaal kunnen ook worden gebruikt in goedkope methoden om drinkwater te produceren. In een recente studie in een van de ontwikkelingslanden werden tests uitgevoerd met behulp van polymere nanofiltratie in combinatie met een omgekeerd osmoseproces om brak grondwater te behandelen (zout water, maar minder dan zeewater). Deze tests produceerden drinkwater. De omgekeerde osmosemembranen verwijderden een grote meerderheid (ongeveer 99%) van alle opgeloste stoffen, maar de concentraties van essentiële voedingsstoffen, zoals calcium- en magnesiumionen, werden verlaagd tot niveaus die onder de specificaties van de Wereldgezondheidsorganisatie voor drinkwater lagen . Het productwater moest daarom worden verrijkt met deze voedingsstoffen om drinkwater van de vereiste kwaliteit te leveren.

Low-cost nanostructuur scheidingsmembraanmethoden zijn effectief gebleken bij de productie van drinkwater. Het verschaffen van nanofiltratiemethoden aan ontwikkelingslanden, om hun aanbod van schoon water te vergroten, is een zeer goedkope methode in vergelijking met conventionele behandelingssystemen.



Source by Adedotun Timothy Adeolu