فناوری "نانوحباب"؛ ناجی تصفیه‌خانه‌های قدیمی ایران

گروه اجتماعی خبرگزاری تسنیم، علی اصغر اصولی. بحران آب مدتها است که به یکی از مهم‌ترین چالش‌های ایران تبدیل شده است؛ از افت شدید سطح آب‌های زیرزمینی گرفته تا خشکی رودخانه‌ها، کاهش بارندگی و ... این مشکلات نه‌تنها زندگی روزمره مردم را تحت‌تأثیر قرار داده، بلکه صنایع، کشاورزی و حتی امنیت غذایی کشور را نیز با تهدید جدی مواجه کرده است.

در چنین شرایطی، نقش فناوری‌های نوین و نوآوری‌های بومی برای مقابله با این بحران بیش از پیش اهمیت پیدا می‌کند. از همین رو، پرونده‌ای در خبرگزاری تسنیم باز کردیم تا با شرکت‌های دانش‌بنیان و فناور فعال در حوزه آب گفت‌وگو کنیم؛ شرکت‌هایی که با تکیه بر دانش فنی داخلی و پژوهش‌های مستمر، توانسته‌اند دستاوردهایی ارائه دهند که نه‌تنها در کشور، بلکه در سطح جهانی هم کم‌نظیر است.

یکی از این مجموعه‌ها، «شرکت نانو حباب انرژی» است که با توسعه فناوری‌های نوینی همچون نانوحباب، نانو اوزون و نانو کلر، توانسته روش‌های مرسوم تصفیه و ضدعفونی آب و فاضلاب را با راهکارهای مبتنی بر نانو جایگزین کند. این شرکت با اجرای پروژه‌های متعدد در نقاط مختلف کشور، از جمله کاهش 70 درصدی مصرف اوزون در یکی از پایلوت‌های اجرا شده، نشان داده که فناوری بومی می‌تواند هم در کاهش هزینه‌ها و هم در ارتقای کیفیت آب نقشی کلیدی ایفا کند.

به همین بهانه، با  عارف دادگستر، مدیرعامل و بنیان‌گذار شرکت «نانو حباب انرژی» گفت‌وگویی انجام دادیم تا از زبان او درباره روند شکل‌گیری این فناوری‌ها، تجربه اجرای پروژه‌ها و چشم‌انداز آینده آن‌ها در حل بحران آب بشنویم:

تسنیم: قصه شکل‌گیری شرکت دانش‌بنیان شما  و فعالیت شما در حوزه فناوری‌های حوزه آب چه بود؟

اصل داستان ما برپایه توسعه یک فناوری جدید (فناوری نانوحباب) شکل گرفت. در بسیاری از صنایع، به‌ویژه بخش‌هایی که از سیستم‌های تزریق گاز استفاده می‌کردند، یک چالش مشترک وجود داشت: گازی که تزریق می‌شد، به دلیل روش‌های متعارف و قدیمی تزریق، راندمان اختلاط گاز پایینی داشت و میزان حلالیت آن در مایع محدود بود. این مسئله باعث می‌شد حجم زیادی گاز مصرف شود که پیامدهای آن شامل بزرگ‌تر شدن ظرفیت دستگاه، افزایش مصرف انرژی و در نتیجه بالا رفتن هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری بود.

زمانی که به دانش فنی این حوزه دست یافتیم، هدف ما ارائه راهکاری نوین برای رفع این چالش‌ها بود. فناوری نانوحباب را بومی‌سازی کردیم و با سازمان‌های مختلف به اشتراک گذاشتیم. برخی نهادها از این ایده استقبال کردند و کم‌کم ورود ما به صنایع، به‌ویژه حوزه آب و فاضلاب، آغاز شد.

در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، به‌خصوص تصفیه‌خانه‌های بیولوژیکی، تأمین اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم‌هایی که عمل تصفیه فاضلاب را انجام می‌دهند، بسیار حیاتی است. روش‌های متداول تأمین اکسیژن در کشور کاملاً وابسته به تجهیزات وارداتی بود. ما پیشنهاد دادیم که فناوری نانوحباب می‌تواند راندمان واحدهای هوادهی را افزایش دهد و در نتیجه، کیفیت پساب به شکل محسوسی بهبود یابد. پساب خروجی که با نانوحباب، هوادهی می‌شود کیفیت بهتری نسبت به روش‌های متعارف دارد.

نخستین پروژه ما به صورت پایلوت در تصفیه‌خانه فاضلاب قیطریه اجرا شد. پیش از این، سیستم موجود شامل بلوئرها و دیفیوزرها (پخش‌کننده‌های هوا) بود که وظیفه تأمین و توزیع هوا را بر عهده داشتند. در این پروژه، بلوئرها را از مدار خارج کردیم و سامانه‌های نانوحباب را جایگزین کردیم.

نتایج به‌دست‌آمده قابل‌توجه بود:

• * کاهش 50 درصدی مصرف برق
• * کاهش 30 درصدی هزینه سرمایه‌گذاری
• * کاهش 60 درصدی هزینه بهره‌برداری
• * ارتقای کیفیت پساب خروجی

این داده‌ها بر اساس گزارش رسمی شرکت فاضلاب تهران از اجرای پروژه به دست آمد و نشان داد که فناوری نانوحباب می‌تواند علاوه بر کاهش هزینه‌ها، کیفیت تصفیه را نیز بهبود بخشد.

تسنیم: درباره علت اثربخشی فناوری نانوحباب و سایر فناوری‌های توسعه‌یافته این شرکت توضیح بدهید؟

دلیل اصلی موفقیت نانوحباب‌ها چند نکته کلیدی بود. نخست اینکه به واسطه اندازه بسیار کوچک آن‌ها به طور متوسط کمتر از 200 نانومتر، راندمان حلالیت گاز اکسیژن به شکل قابل توجهی افزایش یافت. مزیت دیگر، توزیع یکنواخت اکسیژن در حوضچه‌های هوادهی بود که باعث شد اکسیژن در تمام حوضچه‌ها و نقاط به صورت همگن تزریق شود.

این فناوری همچنین نیاز به مصرف انرژی را کاهش داد. در مجموع، حلالیت گاز اکسیژن با استفاده از نانوحباب به شدت افزایش پیدا کرد و در نتیجه، نیاز اکسیژن مورد استفاده در تصفیه‌خانه‌ها تا 60 درصد کاهش یافت. با این میزان کمتر، توانستیم اکسیژن محلول مورد نیاز را در راکتورها تأمین کنیم و نتایج این کار نیز به تأیید شرکت فاضلاب رسید و اکنون نیز در حال مذاکره برای توسعه و گسترش این فناوری در صنعت هستیم.

فعالیت‌های ما در حوزه آب و فاضلاب در سه بخش اصلی متمرکز است: هوادهی، اوزون‌زنی و کلرزنی.

 فناوری نانو اوزون

در تصفیه آب، یکی از چالش‌های جدی کشور، حذف آلاینده‌های نوظهور به‌ویژه ترکیبات مولد طعم و بو بوده است که تصفیه‌خانه‌های متعارف قادر به این کار نبودند؛ به عنوان نمونه، در پروژه‌ای با شرکت مهندسی آبفا، پیشنهاد دادیم که با فناوری نانو اوزون می‌توان این مشکل را برطرف کرد و طعم و بو را حذف کرد.

ما با استفاده از نانو اوزون توانستیم فرآیند اکسیداسیون را بهبود ببخشیم و اوزون را در کل حجم آب به‌طور یکنواخت توزیع کنیم. این کار راندمان اکسیداسیون را به شدت افزایش داد و ترکیبات مولد طعم و بو به طور کامل حذف شدند. در تصفیه‌خانه ساوه، پیش‌تر پایلوتی توسط کره‌ای ها با فناوری میکرو اوزون اجرا شده بود که خروجی مطلوبی نداشت. نانو به واسطه ماندگاری و توزیع بهتر آن در آب موثرتر از میکرواوزون اثرگذارتر است.

نتایج به‌دست‌آمده:

• * کاهش 60 درصدی مصرف اوزون
• * کاهش 60 درصدی هزینه‌های بهره‌برداری
• * حذف کامل روش‌های پرهزینه و کم‌بازده قبلی شامل تزریق کلر در ورودی، هوادهی و استفاده از زغال اکتیو
• حذف طعم و بو

 فناوری نانو کلر

در مرحله گندزدایی آب یا فاضلاب که تصفیه می‌شود و زمانی که می‌خواهد از تصفیه‌خانه خارج شود که حالا آب به شبکه می‌رود و فاضلاب که به شکل پساب درمی‌آید که یا مصارف کشاورزی دارد یا وارد آب‌های سطحی می‌شود. در این نقطه ما باید از گندزدایی آب استفاده کنیم و آب را به لحاظ سلامت تضمین کنیم که این کار با کلرزنی انجام می‌شود.

 مشکل اینجاست که مصرف بیش از حد کلر می‌تواند ترکیبات جانبی خطرناکی ایجاد کند که برای محیط‌زیست مضر هستند.

فناوری نانو کلر که ما توسعه دادیم، امکان توزیع ذرات کلر در مقیاس نانو را در آب فراهم کرد. این ویژگی باعث شد:

• * مصرف کلر به شکل چشمگیری کاهش یابد (بیش از 50 درصد)
• * گندزدایی بسیار یکنواخت و مؤثری انجام شود
• * خطرات زیست‌محیطی ناشی از ترکیبات جانبی کلرزنی برطرف شود

این سه فناوری "نانوحباب، نانو اوزون و نانو کلر" همگی به طور کامل در داخل کشور توسعه یافته و متعلق به شرکت هستند و می‌توانند تحولی مهم در صنعت آب و فاضلاب ایران ایجاد کنند.

این فناوری‌ها کاملاً بومی و متعلق به شرکت هستند.در حوزه تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، ما تنها شرکتی هستیم که توانسته‌ایم هواده‌های مرسوم را با فناوری نانو جایگزین کنیم؛ به‌طوری که در زمینه نانو کلر هنوز هم در دنیا پیشگام هستیم و این دانش به‌طور کامل متعلق به ماست.

در حوزه نانو اوزون نیز وضعیت مشابهی وجود دارد و ما به بلوغ فنی قابل توجهی رسیده‌ایم. شرکت ما واحد تحقیق و توسعه (R\&D) فعالی دارد و به کسب دانش فنی اهمیت ویژه‌ای می‌دهد، به‌خصوص در بخش آب و فاضلاب که پروژه‌های متعددی را در آن اجرا کرده‌ایم.

پروژه‌هایی که در گلپایگان و سایر نقاط کشور اجرا شده، همگی متعلق به ما هستند. به عنوان نمونه، در پروژه سدتالوار که به صورت پایلوت اجرا کردیم، توانستیم میزان مصرف اوزون پیشنهادی را تا 70 درصد کاهش دهیم.

تسنیم: درباره نتایج پایلوت‌های اجراشده از سد تالوار توضیح می‌دهید؟

داده‌های پایلوت نشان داد که این فناوری می‌تواند هزینه‌های سرمایه‌گذاری را تا 50 درصد و هزینه‌های بهره‌برداری را تا 60 درصد کاهش دهد. این نتایج تنها مختص یک منطقه نبود و در پروژه‌های متعددی در نقاط مختلف کشور از جمله تبریز، ارومیه، کرمان، زنجان، تهران و قزوین به‌دست آمد. این پروژه‌ها حوزه‌های مختلفی را پوشش داده‌اند؛ از هوادهی گرفته تا گندزدایی و به‌کارگیری تجهیزات نانو اوزون. خوشبختانه صنعت نیز کم‌کم به این نتیجه رسیده که فناوری، راهکار مؤثر و چاره‌ساز برای رفع مشکلات و ارتقای بهره‌وری است.

تسنیم: با توجه به مشکلات اخیر حوزه آب در ایران درباره تأثیرگذاری فناوری در حل مشکلات آبی توضیح دهید؟

دو محور اساسی در این حوزه داریم؛ یکی تأمین آب در شرایط کاهش منابع و دیگری ارتقای کیفیت و تصفیه آن. در بخش تصفیه آب، کاهش شدید سطح سفره‌های زیرزمینی و نفوذ آلاینده‌های نوظهور از چالش‌های جدی است. یکی از راهکارهای ما این است که پساب تصفیه‌خانه‌های فاضلاب را به سطحی از استاندارد برسانیم که امکان تزریق مجدد آن به سفره‌های زیرزمینی فراهم شود. این کار هم مانع فرونشست زمین می‌شود و هم روند کاهش منابع را کند می‌کند.

از سوی دیگر، کیفیت بالای پساب برای مصارف صنعتی و کشاورزی اهمیت دارد. با وجود سیاست‌های اخیر که صنایع را ملزم به استفاده از پساب تصفیه‌شده کرده است، هرچه کیفیت این آب‌ها بیشتر باشد، فشار کمتری بر فرآیندهای تصفیه و منابع آب وارد می‌شود. در نهایت، این آب‌ها دوباره وارد چرخه شده و در شبکه مصرف قرار می‌گیرند.

بخش کشاورزی بیشترین مصرف آب کشور را دارد. استفاده از فناوری نانوحباب در سیستم‌های آبیاری به‌ویژه گلخانه‌های هیدروپونیک می‌تواند مصرف آب را تا 20 درصد کاهش دهد. در زمین‌های زراعی نیز این فناوری با افزایش قدرت نفوذ آب در خاک، بازدهی آبیاری را بالا می‌برد و نیاز به آب را کاهش می‌دهد.

پایان بخش اول

انتهای پیام/