طور باحثون في المعهد الهندي للتكنولوجيا في جواهاتي نظامًا جديدًا يمكنه إزالة 99 بالمائة من الزرنيخ من المياه الملوثة بتكلفة منخفضة. وقد أثبت نظام التخثير الكهربي قدرته على إزالة الملوثات في غضون دقائق قليلة، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في المناطق ذات الوصول المحدود إلى البنية التحتية المعقدة لمعالجة المياه.
وبسبب التصنيع السريع والنمو الحضري، زاد اعتماد العالم على المياه الجوفية بشكل ملحوظ. تحتوي المياه الجوفية في العديد من المناطق على الزرنيخ المنطلق من التكوينات الصخرية الطبيعية أو الأنشطة البشرية مثل التعدين والزراعة. وفي بيان صحفي، ذكر معهد IIT Guwahati أن التعرض لفترات طويلة يمكن أن يسبب مشاكل صحية خطيرة، بما في ذلك تلف الأعضاء والسرطان.
“يتعرض حوالي 140 مليون شخص في جميع أنحاء العالم لمستويات خطيرة من الزرنيخ، وتعد الهند وبنجلاديش وأجزاء من أمريكا الجنوبية من بين الأكثر تضرراً. ولمعالجة هذا الأمر، تم تطوير العديد من الطرق التقليدية، وعلى الرغم من نجاح بعضها، إلا أنه من الصعب تنفيذها في بيئات غير خاضعة للرقابة. وتعتمد معظم الطرق على إضافة مواد كيميائية وفترات معالجة مكثفة ومعدات متطورة. بالإضافة إلى ذلك، يجب تنفيذ الطرق في الموقع ولديها القدرة على خلق فائض من حمأة الزرنيخ، مما يزيد من تكاليف الوقت والطاقة اللازمة لها. وقال في بيان صحفي “التخلص منها”. وذكر أيضًا أن التخثير الكهربي يقدم طريقة مختلفة. وبدلاً من إضافة مواد كيميائية خارجية، فإنه يستخدم تيارًا كهربائيًا لإطلاق أيونات المعادن من الأقطاب الكهربائية المغمورة في الماء.
“تلتصق هذه الأيونات بالزرنيخ والملوثات الأخرى، مما يسمح لها بالتكتل معًا وإزالتها من الماء عن طريق الترسيب أو التعويم. هذه العملية بسيطة نسبيًا في التشغيل وتقلل من الحاجة إلى التعامل مع المواد الكيميائية. تستخدم أنظمة التخثير الكهربي التقليدية أقطابًا كهربائية ثابتة، والتي يمكن أن تبطئ العملية وتتسبب في تكوين رواسب على سطح القطب بمرور الوقت، مما يقلل الكفاءة. للتغلب على العديد من أوجه القصور الملحوظة في النظام، قام فريق IIT في جواهاتي، بتوجيه من وقال في البيان الصحفي: “قام البروفيسور ميهير بوركيت، أستاذ قسم الهندسة الكيميائية في IIT Guwahati، بتكوين نظام تخثير كهربي باستخدام أنود دوار وكاثود ثابت”.
بوركيت من قسم الهندسة الكيميائية في معهد IIT جواهاتي، متحدثًا عن تطبيق تقنية التخفيف من الزرنيخ، “يوفر التخثير الكهربي، جنبًا إلى جنب مع نظام القطب الكهربائي الدوار، حلاً فعالاً للمياه الملوثة بالزرنيخ. في هذه العملية، يقوم تيار كهربائي متحكم به بإذابة قطب حديدي مضحى بينما يعزز دورانه الخلط ونقل الكتلة، مما يؤدي إلى توليد موحد لأنواع الحديد المتخثر التي “ترتبط بشكل فعال الزرنيخ الموجود في الماء.”
وفي الوقت نفسه، تلتصق فقاعات الغاز الدقيقة المتكونة أثناء العملية بالكتل المحملة بالزرنيخ وترفعها إلى السطح لسهولة فصلها. ووفقا للبروفيسور بوركيت، فإن استخدام أقطاب الحديد الدوارة يحسن بشكل كبير كفاءة الإزالة مع الحفاظ على تكلفة تشغيل منخفضة، مما يجعل التكنولوجيا مناسبة تماما لإزالة الزرنيخ في ظل الظروف المثلى.
وأظهرت الاختبارات المعملية باستخدام المياه الاصطناعية وعينات المياه الجوفية الحقيقية أن النظام يمكنه معالجة 1 متر مكعب من المياه الملوثة باستخدام ما يقرب من 0.36 وحدة من الكهرباء فقط. وفقًا لتعريفات الكهرباء الحالية، فإن هذا يترجم إلى تكلفة معالجة تبلغ حوالي روبية. 8-9 لكل 1000 لتر. وفي ظل الظروف المثلى، تم تقليل تركيزات الزرنيخ إلى أقل بكثير من المبادئ التوجيهية لمنظمة الصحة العالمية البالغة 10 ميكروغرام لكل لتر خلال دقيقتين إلى ثلاث دقائق.
أنتج نظام الأنود الدوار أيضًا حمأة أقل بكثير من أجهزة التخثير الكهربي التقليدية، مع تسوية أسرع ومعالجة أسهل. تُعد تقنية EC بديلاً فعالاً من حيث التكلفة لأنظمة الامتصاص والأغشية التقليدية، خاصة لإزالة الزرنيخ. بالنسبة لمصنع صغير على نطاق المجتمع (10 إلى 50 كيلولترًا يوميًا)، عادةً ما يكلف نظام EC روبية. 8-15 لكح، في حين أن تكاليف النظام التقليدي بين روبية. 12-20 ألف.
في السعات المتوسطة (100-500 كيلولتر في اليوم)، يكلف نظام CE روبية. 30-80 لكح، في حين أن الأنظمة القائمة على RO غالبا ما تتجاوز روبية. 1-2 كرور. من الناحية التشغيلية، لا يتطلب نظام EC أغشية باهظة الثمن أو جرعات كيميائية متكررة، وتقتصر الصيانة إلى حد كبير على استبدال القطب الكهربائي. في المقابل، تتضمن أنظمة الأغشية تكاليف تشغيل عالية بسبب تلوث الأغشية، واستبدال الأغشية، والعمليات كثيفة الاستهلاك للطاقة.
والتكنولوجيا التي تم تطويرها مناسبة بشكل خاص للمناطق الريفية وشبه الحضرية، حيث تعد القدرة على تحمل التكاليف والمتانة وسهولة التشغيل أمرًا ضروريًا. نُشرت نتائج هذه الدراسة في مجلة تكنولوجيا الفصل والتنقية المرموقة في بحث شارك في تأليفه البروفيسور ميهير كومار بوركيت وباحثه موكيش بهارتي. وكخطوة تالية، يخطط الفريق لاختبار النظام المطور في ظروف ميدانية حقيقية وتقييم أدائه على المدى الطويل في المياه الجوفية التي تحتوي على ملوثات متعددة مثل الفلورايد والحديد.
يجري فريق التحقيق محادثات مع شركة M/S Kakati Engineering Pvt. محدود. المحدودة، سيفاساجار، آسام، لتصنيع وتركيب النظام. وسيبدأ المزيد من تسويق التكنولوجيا المتقدمة بمجرد التأكد من مصدر التمويل المناسب.
تأتي هذه القصة من موجز مشترك من وكالات خارجية. لا يتحمل Mid-day أي مسؤولية عن موثوقية النص وموثوقيته وبياناته. تحتفظ Mid-day Management/mid-day.com بالحق الحصري في تغيير أو حذف أو حذف (دون إشعار) المحتوى وفقًا لتقديرها الخاص لأي سبب من الأسباب.
