Forskere udvikler nye ikke-giftige belægninger for at gøre havvandsafsaltning renere og mere miljøvenlig

KAUST forskere har udviklet belægninger, der kan bruges til at rense afsaltning membraner. Ikke-giftige belægninger kan udgøre et sikrere og mere effektivt alternativ til skadelige kemikalier i omvendte osmosesystemer, der anvendes til afsaltning af havvand.

Den omvendte osmose afsaltning proces bruger tryk til at filtrere havvand gennem en semi-gennemtrængelig membran til at producere frisk drikkevand. Selv om denne teknologi er mere energieffektiv end andre afsaltningsmetoder, kan dens ydeevne blive hæmmet af væksten af bakterier og andre mikroorganismer på membranoverfladen.

Dr. Maria Fernanda Nava Ocampo sagde: "Denne biofilm danner et lag, der ikke tillader vand at passere let." sagde Johannes Vrouwenvelder. "Et af de største problemer med alle nuværende metoder til at kontrollere biofouling er, at de ikke helt kan fjerne biofilm fra membransystemet, hvilket resulterer i permanent begroning. Dette vil føre til øget energiforbrug og udledning af kontrolkemikalier i havet."

Selvom andre belægninger normalt er lavet af skadelige kemikalier, undgår den nye polyelectrolyte-belægning behovet for at fastgøre giftige linkere til membranen. Det kan også skylles sikkert ud af systemet med saltvand og øget flow, så der ikke er nogen biofilm på membranoverfladen.

Nava-Ocampo sagde: "Fordelen ved vores belægning er, at den klæber til overfladen gennem elektrostatisk interaktion, så vi ikke behøver at bruge kemikalier." "Vi kan også belægge filmen uden at behandle den på forhånd. Filmen forbliver I systemet behøver vi kun at passere belægningen gennem den samme strøm, der bruges til afsaltning."

Holdet testede den belægning, de skabte ved hjælp af en membran fouling simulator, en lille enhed, der simulerer betingelser i en omvendt osmose afsaltningsanlæg. De cirkulerede belægningen fem gange i systemet for at danne et lag på membranens overflade og tilføjede biologisk nedbrydelige næringsstoffer for at fremme væksten af biofilmen.

Efter 8 dage skyllede forskerne systemet med en højstrøms, højsaltopløsning i 24 timer for at fjerne belægningen. Holdet sammenlignede udførelsen af den belagte film med den ubestrøgne kontrol.

Ved hjælp af et transmissionselektronmikroskop fandt forskerne, at belægningen forblev stabil i saltvand, hvilket gør den egnet til afsaltning. Ved at øge vandgennemstrømningen intensitet og vand saltholdighed, holdet var i stand til at fjerne belægningen og tilhørende biofilm fra membranen.

Efter denne rengøringsproces var væskestrømmen gennem den belagte membran dobbelt så stor som den ubestrøgne kontrol.

"Dette viser, at vores teknologi har bedre rengøringspotentiale," nava-Ocampo sagde. "Det næste skridt er at gøre det mere effektivt og holdbart i større skala."