Вчені розробляють нові нетоксичні покриття, щоб зробити опріснення морської води чистішим і екологічнішим

Дослідники KAUST розробили покриття, які можна використовувати для очищення опріснювальних мембран. Нетоксичні покриття можуть забезпечити більш безпечну і ефективну альтернативу шкідливим хімічним речовинам в системах зворотного осмосу, що використовуються для опріснення морської води.

Процес опріснення зворотного осмосу використовує тиск для фільтрації морської води через напівпроникну мембрану для отримання прісної питної води. Хоча ця технологія є більш енергоефективною, ніж інші методи опріснення, її продуктивності може перешкоджати зростання бактерій та інших мікроорганізмів на поверхні мембрани.

Доктор Марія Фернанда Нава Окампо сказала: «Цей біофільм утворює шар, який не дозволяє воді легко проходити». «Одна з найбільших проблем з усіма нинішніми методами боротьби з біофоулінгом полягає в тому, що вони не можуть повністю видалити біоплівку з мембранної системи, що призводить до постійного обростання. Це призведе до збільшення споживання енергії та викиду контрольних хімічних речовин у море».

Хоча інші покриття, як правило, виготовляються з шкідливих хімічних речовин, нове поліелектролітне покриття дозволяє уникнути необхідності прикріплення токсичних зв'язок до мембрани. Його також можна сміливо змивати з системи солоною водою і збільшеним потоком, щоб на поверхні мембрани не було біоплівки.

Нава-Окампо сказав: «Перевагою нашого покриття є те, що він прилипає до поверхні за допомогою електростатичної взаємодії, тому нам не потрібно використовувати хімічні речовини». "Ми також можемо покрити плівку, попередньо обговаючи її. Плівка залишається В системі нам потрібно лише пройти покриття через той же струм, який використовується для опріснення».

Команда протестувала покриття, яке вони створили за допомогою мембранного симулятора обростання, невеликого пристрою, який імітує умови в опріснювальному заводі зворотного осмосу. Вони п'ять разів циркулювали в системі, утворювала шар на поверхні мембрани, і додавали біорозкладані поживні речовини для сприяння росту біоплівки.

Через 8 днів дослідники промивали систему високотектним розчином з високою сіллю протягом 24 годин для видалення покриття. Команда порівняла продуктивність покритої плівки з нерозкритим контролем.

Використовуючи електронний мікроскоп передачі, дослідники виявили, що покриття залишалося стабільним в солоній воді, що робить його придатним для опріснення. Збільшуючи інтенсивність потоку води і солоність води, команда змогла успішно зняти покриття і прикріпити біоплівку з мембрани.

Після цього процесу очищення рідина, що протікає через покриту мембрану, була в два рази більшою, ніж від невмотивованого контролю.

«Це показує, що наша технологія має кращий потенціал очищення», - сказав Нава-Окампо. - Наступний крок - зробити його більш ефективним і довговічним у більших масштабах».