تحول در تصفیه فاضلاب صنایع لبنی با فناوری نانوحباب
به گزارش روز سه‌شنبه گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، دانشگاه ایالتی داکوتای جنوبی (South Dakota State University) با بهره‌گیری از فناوری نوظهور نانوحباب، گام مهمی در بهبود فرآیند تصفیه فاضلاب واحدهای تولید محصولات لبنی برداشته است. این فناوری نوآورانه که توسط مانیشا موهان (Maneesha Mohan)، استاد گروه صنایع لبنی و علوم غذایی و دارنده کرسی آلفرد در تولید لبنیات در این دانشگاه توسعه یافته، قادر است به‌صورت مؤثر آلاینده‌های موجود در فاضلاب را کاهش داده و سطح اکسیژن محلول را افزایش دهد.
فاضلاب تولید شده در کارخانه‌های لبنی، حاوی ترکیبات آلی، عوامل بیماری‌زا، مواد مغذی و آلاینده‌های گوناگون است که در صورت عدم تصفیه مناسب، می‌تواند سلامت انسان و محیط زیست را به خطر اندازد. به همین دلیل، اغلب کارخانه‌های لبنی دارای سیستم‌های تصفیه مستقل هستند که باید با تغییرات روزانه در حجم و ترکیب فاضلاب مقابله کنند.
نانوحباب‌ها، حباب‌هایی هستند که حدود ۲۵۰۰ برابر کوچک‌تر از دانه نمک‌اند و به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، در صنایع مختلفی نظیر دارورسانی، کشاورزی و تصفیه آب مورد استفاده قرار گرفته‌اند. موهان نخستین بار در نیوزیلند با این فناوری آشنا شد؛ جایی که از آن برای افزایش ماندگاری ماهی‌های صیدشده بهره گرفته می‌شود.
در این فناوری، مایعات به درون یک ژنراتور پمپ می‌شوند. در این ژنراتور، با استفاده از پدیده «کویتاسیون هیدرودینامیک»، گاز وارد نواحی با فشار پایین شده و به حباب‌های بسیار ریز شکسته می‌شود. این حباب‌های گازی می‌توانند برای مدت طولانی در مایع باقی بمانند و در این بازه، با ترکیبات گوناگون واکنش دهند. همچنین، با افزایش نرخ اکسیداسیون، نقش قابل‌توجهی در تجزیه ترکیبات آلی و جامدات معلق ایفا می‌کنند.
در راستای بررسی کاربردی این فناوری در صنعت لبنیات، موهان به همراه دانشجوی کارشناسی ارشد خود، اف‌ان‌یو اکشیت (FNU Akshit)، تحقیقات آزمایشگاهی گسترده‌ای را آغاز کرد. یافته‌های آن‌ها نشان داد که استفاده از نانوحباب‌ها منجر به کاهش قابل توجه پارامترهای محیط‌زیستی فاضلاب می‌شود:
تقاضای بیوشیمیایی اکسیژن (BOD): کاهش ۱۰.۶ درصد
تقاضای شیمیایی اکسیژن (COD): کاهش ۵.۷۷ درصد
جامدات معلق: کاهش ۱۶.۵ درصد
افزایش اکسیژن محلول در فاضلاب: ۱۳۴درصد
این اعداد به‌وضوح نشان می‌دهند که نانوحباب‌ها می‌توانند راهکاری بسیار کارآمد، پایدار و کم‌هزینه برای تصفیه فاضلاب در صنایع لبنی باشند؛ به‌ویژه در شرایطی که حجم تولید فاضلاب متغیر و آلاینده‌ها متنوع هستند.
نانوحباب‌ها که پیش‌تر در زمینه‌هایی مانند کشاورزی دقیق و انتقال دارو مورد استفاده قرار گرفته‌اند، اکنون افق‌های جدیدی در تصفیه فاضلاب صنعتی گشوده‌اند. با توجه به اثربخشی بالا و پایداری این فناوری، انتظار می‌رود که به‌زودی در سایر صنایع غذایی و نوشیدنی نیز به کار گرفته شود.
یافته‌های این تحقیق در نشریه معتبر Trends in Food Science & Technology منتشر شده و نشان از اهمیت روزافزون فناوری‌های نانویی در حل چالش‌های زیست‌محیطی صنایع دارد. به گفته موهان، آینده تصفیه فاضلاب به‌سوی راهکارهای هوشمند، کم‌هزینه و سازگار با محیط‌زیست حرکت می‌کند، و نانوحباب‌ها می‌توانند در قلب این تحول قرار داشته باشند.