آینده استفاده مجدد از آب: چگونه نوآوری‌ها در فیلتراسیون غشایی می‌تواند به حفاظت از منابع آب کمک کند

تقاضای روزافزون برای آب پاک باعث کمبود آب در سراسر جهان شده است. با افزایش جمعیت و مهاجرت بیشتر مردم به مناطق شهری، شرکت‌های آب با چالش‌های متعددی در رابطه با عملیات تأمین و تصفیه آب خود مواجه هستند. مدیریت آب محلی را نمی‌توان نادیده گرفت، زیرا سازمان ملل متحد تخمین می‌زند که شهرها 12 درصد از کل برداشت آب شیرین را تشکیل می‌دهند. [1] علاوه بر تقاضای روزافزون برای آب، شرکت‌های آب و برق در تلاشند تا با قوانین جدید در مورد استفاده از آب، استانداردهای تصفیه فاضلاب و اقدامات پایداری مطابقت داشته باشند، در حالی که با زیرساخت‌های فرسوده و بودجه محدود مواجه هستند.
بسیاری از صنایع نیز در برابر کمبود آب آسیب‌پذیر هستند. آب اغلب در فرآیندهای تولید برای خنک‌سازی و تمیز کردن استفاده می‌شود و فاضلاب حاصل باید قبل از استفاده مجدد یا رهاسازی مجدد در محیط زیست، تصفیه شود. حذف برخی از آلاینده‌ها، مانند ذرات ریز روغن، بسیار دشوار است و ممکن است باقیمانده‌ای تشکیل دهند که نیاز به تصفیه ویژه دارد. روش‌های تصفیه فاضلاب صنعتی باید مقرون به صرفه باشند و بتوانند حجم زیادی از فاضلاب را در دماها و سطوح pH مختلف تصفیه کنند.
دستیابی به فیلتراسیون با راندمان بالا بخش مهمی از توسعه نسل بعدی راهکارهای تصفیه آب است. غشاهای فیلتراسیون پیشرفته، روشی بسیار کارآمد و کم‌مصرف برای تصفیه ارائه می‌دهند و تولیدکنندگان به‌طور مداوم در حال توسعه فناوری‌های جدید برای برآوردن نیازهای تأسیسات صنعتی و شهری و پیشی گرفتن از محیط نظارتی در حال تغییر برای حفاظت از آب و استفاده مجدد از آن هستند.
تغییرات اقلیمی بر تأمین آب و کیفیت آب تأثیر می‌گذارد. طوفان‌های شدید و سیل می‌توانند به منابع آب آسیب برسانند و باعث افزایش انتشار آلاینده‌ها شوند و افزایش سطح دریا می‌تواند منجر به افزایش نفوذ آب شور شود. خشکسالی طولانی مدت، آب موجود را کاهش می‌دهد و چندین ایالت غربی، از جمله آریزونا، کالیفرنیا و نوادا، به دلیل کمبود آب در حوضه رودخانه کلرادو، محدودیت‌های حفاظتی اعمال می‌کنند.
زیرساخت‌های تأمین آب نیز نیازمند پیشرفت‌ها و سرمایه‌گذاری‌های اساسی است. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) در آخرین مطالعه خود در مورد نیازهای حوزه‌های آبخیز پاک، دریافت که در 20 سال آینده به 630 میلیارد دلار برای تأمین آب پاک کافی نیاز خواهد بود که 55 درصد از این بودجه برای زیرساخت‌های فاضلاب مورد نیاز است. [2] برخی از این الزامات ناشی از استانداردهای جدید تصفیه آب، از جمله قانون آب آشامیدنی سالم و قوانینی است که حداکثر میزان مواد شیمیایی مانند نیتروژن و فسفر را تعیین می‌کنند. یک فرآیند فیلتراسیون مؤثر برای حذف این آلاینده‌ها و تأمین منبع آب سالم و پاک بسیار مهم است.
قوانین PFAS نه تنها بر استانداردهای تخلیه آب تأثیر می‌گذارند، بلکه مستقیماً بر فناوری فیلتراسیون نیز تأثیر می‌گذارند. از آنجا که ترکیبات فلوئوردار بسیار بادوام هستند، به ماده‌ای رایج در برخی غشاها مانند پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE) تبدیل شده‌اند. تولیدکنندگان فیلترهای غشایی باید مواد جایگزینی را توسعه دهند که حاوی PTFE یا سایر مواد شیمیایی PFAS نباشند تا الزامات نظارتی جدید را برآورده کنند.
با اتخاذ برنامه‌های قوی‌تر ESG توسط کسب‌وکارها و دولت‌های بیشتر، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به اولویت اصلی تبدیل می‌شود. تولید برق منبع اصلی انتشار گازهای گلخانه‌ای است و کاهش مصرف کلی انرژی، اقدامی مهم برای دستیابی به اهداف توسعه پایدار است.
آژانس حفاظت از محیط زیست گزارش می‌دهد که تصفیه‌خانه‌های آب آشامیدنی و فاضلاب معمولاً بزرگترین مصرف‌کنندگان انرژی در شهرداری‌ها هستند و 30 تا 40 درصد از کل مصرف انرژی را تشکیل می‌دهند. [3] گروه‌های منابع آب، مانند اتحاد آب آمریکا، شامل شرکت‌های آب و فاضلابی هستند که متعهد به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در بخش آب از طریق استراتژی‌های کاهش تغییرات اقلیمی و مدیریت پایدار آب هستند. برای تولیدکنندگان فیلتراسیون غشایی، بهره‌وری انرژی هنگام استفاده از هر فناوری جدیدی بسیار مهم است.

ما می‌توانیم حسگرهای متنوعی را برای نظارت بر پارامترهای مختلف کیفیت آب ارائه دهیم

این حسگر از جنس PTFE (تفلون) ساخته شده است که در برابر خوردگی مقاوم است و می‌تواند در آب دریا، آبزی‌پروری و آب‌هایی با pH بالا و خوردگی قوی مورد استفاده قرار گیرد.