Ny vandfiltreringsproces bruger 1, 000 gange mindre energi

En ny proces til vandfiltrering ved hjælp af kuldioxid bruger tusind gange mindre energi end konventionelle metoder, videnskabelig forskning offentliggjort for nylig har vist.

Forskningen blev ledet af Dr Orest Shardt fra University of Limerick, Irland sammen med Dr Sangwoo Shin (nu ved University of Hawaii, Manoa), mens de var postdoktorale forskere ved Princeton University (USA) sidste år.

Med den globale efterspørgsel efter rent vand stigende, der er et fortsat behov for at forbedre ydeevnen af ​​vandbehandlingsprocesser. Dr. Shardt forventer, at denne nye metode, der bruger CO2, kan anvendes i en række forskellige industrier, såsom minedrift, mad- og drikkevareproduktion, farmaceutisk fremstilling og vandbehandling.

Forskningen, offentliggjort i videnskabeligt tidsskrift med åben adgang Naturkommunikation , indikerer, at den nye proces let kunne skaleres op, "At foreslå teknikken kan være særlig gavnlig i både udviklings- og udviklede verdener". Den nye metode kunne også bruges til at fjerne bakterier og vira uden klorering eller ultraviolet behandling.

"Vi er i de tidlige stadier af udviklingen af ​​dette koncept. Til sidst, denne nye metode kunne bruges til at rense vand til konsum eller til at behandle spildevand fra industrianlæg, " sagde Dr Shardt.

I øjeblikket, vandfiltreringsteknologier såsom mikrofiltrering eller ultrafiltrering bruger porøse membraner til at fjerne suspenderede partikler og opløste stoffer. Disse processer fanger og fjerner suspenderede partikler, såsom fin silt, ved at tvinge suspensionen gennem et porøst materiale med mellemrum, der er mindre end partiklerne. Energi skal spildes for at overvinde friktionen ved at skubbe vandet gennem disse små passager. Disse typer af filtreringsprocesser har ulemper såsom høje pumpeomkostninger og et behov for periodisk udskiftning af membranerne på grund af tilsmudsning. Forskningen udført af Drs Shardt og Shin demonstrerer en alternativ membranløs metode til adskillelse af suspenderede partikler, der virker ved at udsætte den kolloide suspension for CO2.

"Demonstrationsanordningen er lavet af en standard silikonepolymer, et materiale, der er almindeligt anvendt i mikrofluidikforskning og ligner det, der bruges i husholdningsforseglingsmidler. Selvom vi endnu ikke har analyseret kapital- og driftsomkostningerne ved en opskaleret proces baseret på vores enhed, den lave pumpeenergi det kræver, kun 0,1 % af konventionelle filtreringsmetoder, antyder, at processen fortjener yderligere forskning, " sagde Dr Shardt.

"Det, vi skal gøre nu, er at studere virkningerne af forskellige forbindelser, såsom salte og opløst organisk materiale, der er til stede i naturligt og industrielt vand for at forstå, hvilken indflydelse de vil have på processen. Dette kan påvirke, hvordan vi optimerer driftsbetingelserne, design flowkanalen, og opskalere processen, " fortsatte han.

Siden han blev medlem af €86 millioner Bernal Institute ved University of Limerick i september sidste år, Dr. Shardt fortsætter sin forskning i den matematiske modellering og simulering af vandrensningsprocessen og de fysiske fænomener, som den er baseret på.

"Som en ny ankomst til Irland, Jeg leder nu efter motiverede ph.d.-studerende til at arbejde sammen med mig på dette område. Jeg er sikker på, at kreative studerende vil finde nye måder at forbedre processen på og anvende den på uventede måder, " konkluderede Dr. Shardt.