مروری بر عملکرد علم نانو برای مقابله با پدیده گرفتگی غشا در فرایندهای تصفیه آب و پساب

در دهه‌های اخیر، رشد جمعیت و محدودیت منابع آبی موجب شده است تا نیاز به تصفیه و بازیافت آب و فاضلاب به شدت احساس شود. در این راستا، فناوری‌های غشایی همچون اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون و میکروفیلتراسیون، به دلیل مزایایی نظیر مصرف انرژی پایین، سازگاری با محیط زیست و توانایی جداسازی بسیار دقیق، مورد توجه فراوان قرار گرفته‌اند. با این حال، پدیده‌های رسوب‌گذاری و گرفتگی غشا که منجر به کاهش کارایی و افزایش هزینه‌های عملیاتی می‌شوند، از مهمترین چالش‌های پیش روی این فناوری‌ها محسوب می‌گردند. راهکارهای متعددی برای مقابله با این پدیده‌ها ارائه شده است که از جمله مهم‌ترین آنها می‌توان به اصلاح سطح غشا با استفاده از نانوذرات اشاره کرد. نانوذرات فلزی، چارچوب‌های آلی فلزی و نانولوله‌های کربنی از جمله نانوموادی هستند که برای اصلاح غشا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که این نانومواد می‌توانند بازده و کارایی غشاها را در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب بهبود بخشند. با این وجود، هنوز نیاز به تحقیقات گسترده‌تر در این حوزه وجود دارد تا چالش‌های موجود برطرف شود و پتانسیل کامل کاربرد نانوفناوری در فرایندهای غشایی مشخص گردد. در مجموع، توسعه غشاهای نانوکامپوزیت توانایی غلبه بر محدودیت‌های فناوری‌های غشایی را داشته و می‌تواند بازده تصفیه آب و پساب را افزایش دهد.

review of the performance of nanoscience to counter membrane fouling in water and wastewater treatment processes

in recent decades, population growth and limited water resources have created an urgent need for water and wastewater treatment and reuse. in this regard, membrane technologies such as reverse osmosis, nanofiltration, and microfiltration have received considerable attention due to advantages like low energy consumption, environmental compatibility, and high separation precision. however, membrane fouling and scaling, which reduce efficiency and increase operating costs, are among the most significant challenges facing these technologies. numerous solutions have been proposed to address these issues, with surface modification using nanoparticles being one of the most promising. metallic nanoparticles, metal organic frameworks, and carbon nanotubes are some nanomaterials that have been employed to modify membranes. study results indicate that these nanomaterials can improve membrane efficiency in water and wastewater treatment processes. however, more extensive research is still required to overcome existing challenges and realize the full potential of applying nanotechnology in membrane processes. overall, the development of nanocomposite membranes has the ability to overcome the limitations of membrane technologies and increase water and wastewater treatment efficiency.