Одноступенчатая очистка воды от масел с помощью новой недорогой мембраны
Исследователи из Университета Британской Колумбии (Канада, Ванкувер) разработали недорогую мембрану, которая эффективно отделяет нефть и воду, это прокладывает путь к более быстрой очистки водоемов от разливов нефти и к улучшению очистки промышленных сточных вод в будущем.
Мембрана состоит из обработанной медью сетки, которая может быть переключена с режима удаление масла в режим удаления воды простым приложением на несколько секунд обычной щелочной батареи. В режиме удаления масла тяжелые масла проходят через сетку, в то время как вода остается, а в режиме водоотведения сетка позволяет воде проходить, оставляя легкие масла. Это дает возможность добиться почти полного отделения, как легких, так и тяжелых масел из воды с использованием одной и той же мембраны.
«Эта технология предлагает эффективный и экологически чистый способ уменьшить негативное воздействие масляной воды и сточных вод, производящиеся в быту, смягчить влияние, которое оказывают на окружающую среду технические масла и смазки, использующиеся на муниципальных и промышленных предприятиях каждый день», — говорит Чун Хаув (Брайан) Кунг, химик-инженер в UBC, который возглавлял исследование. «Другие методы разделения нефти и воды, такие как те, которые полагаются на снятие жировой пленки с воды, ее сжигание или использование специальных растворителей, слишком дороги, слишком громоздки или неэффективны».
Хотя существуют и другие способы, связанные с использованием обработанных мембран, способных переключаться с удаления масла на удаление воды, они часто сопряжены с применением токсичных, нестабильных химических покрытий, которые, к тому же, требуют времени для активации. И самое главное, они способны очищать воду от масла качественно, после них нужна доочистка, отметил Кунг.
«Наша же мембрана не содержит вредных добавок и способна обеспечить 98-процентную очистку», — сказал Кунг. «Для переключения операций требуется один единственный электрический заряд, не требуется ни специального оборудования, ни создания каких-то особых условий».
Кунг и его коллеги изготовили очищающую мембрану, погрузив простую медную сетку в раствор электролита и применяя к ней двукратно в течение двух минут низковольтное напряжение. Данная обработка изменяет структуру поверхности сетки и дает ей возможность переключаться между притягиванием воды с отталкиванием масла и притягиванием масла с отталкиванием воды.
Чтобы проверить надежность сетки, команда также провела 30 последовательных циклов разделения, используя смеси, содержащие как легкие, так и тяжелые масла. «Загрязненная нефтью вода по-прежнему является серьезной проблемой во всем мире, и, по оценкам специалистов, в водоемы ежегодно сливаются два миллиона тонн нефти», — говорит старший автор исследования Вальтер Мерида, профессор машиностроения UBC и директор исследовательского центра чистой энергии университета. «Мы надеемся, что эта мембрана в конечном итоге приведет к лучшему способу очистки воды и защитит окружающую среду от загрязнения».