Bæredygtigt vandbehandlingssystem inspireret af naturen

Studerende fra Monash Chemical Engineering har brugt den naturlige vandbehandlingscyklus fundet i naturen som inspiration til at udvikle en bæredygtig, selvstændigt vandbehandlingssystem, der fjerner persistente organiske forurenende stoffer fra industrispildevand.

Udviklet af Ph.D. studerende Mostafa Dehghani og Mahdi Naseri og bachelorstuderende Clare Carew, det unikke Stand Alone Sunflow System (SASS) bruger let tilgængelige og overkommelige materialer til at give en selvstændig og bæredygtig vandbehandlingsmulighed, der kræver mindre arbejde og vedligeholdelse sammenlignet med de traditionelle systemer og vil behandle vedvarende organiske forurenende stoffer af forurenet vand i små og mellemstore industrier.

Industrielt spildevand er en global bekymring. Ubehandlet spildevand fra industrianlæg kan indeholde tungmetaller, toksiner og petroleumskulbrinter, som kan have direkte konsekvenser for akvatiske økosystemer og efterfølgende påvirke føderessourcer og vandforsyning.

Der er behov for passende operationel ledelsespraksis for at minimere den risiko, industriaffald kan have på miljøet.

Ph.D. studerende Mostafa Dehghani siger, at hovedmotivationen for at udvikle SASS-teknologien var at begrænse den globale påvirkning af industrispildevand.

"Ifølge de seneste tal fra FN, inden 2030, halvdelen af ​​verden, herunder mange i områder med lav ressource, vil møde vandmangel. Dette var vores hovedmotivation for at designe et vandbehandlingssystem inspireret af naturen, der udnytter sollys, især i områder med høj lysintensitet som Australien, " sagde hr. Dehghani.

"De tilgængelige systemer i øjeblikket på markedet er enten ineffektive eller producerer en sekundær forurening, som skal bortskaffes i miljøet. Vores prototype søger at give en bæredygtig behandling af persistente organiske forurenende stoffer såsom fluorerede forbindelser i lave ressourcer."

SASS-designet, som for nylig blev anerkendt af James Dyson Foundation, undgår at bruge fossile brændstoffer-baserede energikilder eller kemikalier, der udgør en fare for menneskers eller miljøets sundhed. Systemet bruger også en cellulose/zinkoxid-katalysator aktiveret af sollys til at nedbryde organiske forurenende stoffer i vand, der cirkulerer gennem en behandlingstank.

Pilotprototypen drager fordel af sollys, og monterede UV-lys drevet af solpaneler aktiveres, når der ikke er tilstrækkeligt sollys til rådighed, mens en mikrocontroller styrer strømmen af ​​vand gennem systemet. Ved afslutningen af ​​behandlingscyklussen, rent vand udledes fra systemet.

"Effektiviteten af ​​systemet blev undersøgt ved hjælp af en række organiske forurenende stoffer såsom per- og polyfluoralkylstoffer (PFAS), dioxan opløsningsmidler, industrielle farvestoffer, og reelle spildevandsprøver, indtil nedbrydning til under sundheds- og miljøanbefalede niveauer blev opnået, sagde Mahdi Naseri.

I øjeblikket, der er mangel på bæredygtige og økonomiske metoder til at behandle persistente organiske forurenende stoffer, især for lave ressourceindstillinger. Materialerne brugt i dette særlige system er fra rigelige og overkommelige kilder, gør SASS til et meget mere overkommeligt alternativ.

Gennem yderligere fremskridt og forskning, SASS-teknologien vil snart have mulighed for at blive opskaleret til behandling af større vandstrømme. De studerende søger at tiltrække finansieringsinvesteringer til at forbedre SASS og implementere specialbyggede mikrocontrollere til at styre forskellige sensorer og kontrollere strømmen af ​​forurenet og behandlet vand. Når den er afsluttet, hensigten er at arbejde med målrettede industrier såsom bryggerier, tekstil, mad og drikke, og trykkerier til at anvende SASS-teknologien i deres kommercialiseringsprocesser.