ندا اظهری، خبرنگار گروه دانشگاه: دنیا سال‌های پربحرانی را از نظر تامین منابع آبی پشت‌سر می‌گذارد و با توجه به تغییرات آب‌‌وهوایی که به‌ویژه در سال‌های اخیر با آن مواجه است، باید از هر فرصتی برای صرفه‌جویی در آب و ذخیره‌سازی استفاده کرد. ایران به‌عنوان یکی از کشورهایی که در منطقه گرم‌وخشک واقع شده، از سال‌ها پیش با این بحران روبه‌رو است و محققان کشور به‌دنبال راهکارهایی برای مقابله با آن هستند. یکی از راه‌ها برای استفاده بهینه از آب‌ها و پساب‌ها، امکان تصفیه آب خاکستری و بازگرداندن آن به چرخه مصرف است تا این‌گونه در مصرف آب صرفه‌جویی کرد. یک شرکت دانش‌بنیان داخلی برای نخستین‌بار اقدام به تولید غشاهای سرامیکی نانوساختار کرده است که تا 90درصد می‌تواند در مصرف آب صرفه‌جویی کند و با توجه به بحران آبی که در کشور با آن مواجه هستیم، تا حد زیادی می‌تواند در بخش خانگی و صنایع کمک‌کننده باشد.
علی‌اکبر بابالو، مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان دانش‌پژوهان صنعت نانو سال‌هاست در حوزه تولید غشاهای سرامیکی نانوساختار فعالیت میکند. پروژه غشاهای سرامیکی نانوساختار از 20 سال پیش و پایان‌نامه دکتری او کلید خورد و بعد از فارغ‌التحصیلی از حدود سال 82 هم که به‌عنوان عضو هیات‌علمی دانشگاه سهند تبریز مشغول کار شد، همین مسیر را برای کاربردهای مختلف صنعتی دنبال کرد. غشاهای سرامیکی کاربردهای متفاوتی دارند که از بحث خالص‌سازی و جداسازی گازها گرفته تا تصفیه آب و پساب را شامل می‌شود. او در گفت‌وگو با «فرهیختگان» پیرامون اهمیت کاهش بارش برف و باران و کم‌آبی می‌گوید: «ما با توجه به شرایط استراتژیکی که در کشور وجود دارد و به لطف پروژه‌های پژوهشی و دانشگاهی که انجام می‌دهیم، کارهای مختلفی با این غشاها انجام داده‌ایم و یک شرکت دانش‌بنیان را روی مقوله غشاهای سرامیکی نانوساختار در امر تصفیه آب و پساب متمرکز کردیم. روش‌های مختلفی برای تصفیه آب و پساب به‌ویژه پساب و بازچرخانی آن وجود دارد و ما برای این کار، غشای سرامیکی را به‌عنوان مغز قضیه درنظر گرفتیم، البته گاهی لازم است برخی فرآیندهای پیش‌تصفیه و پس‌تصفیه برای آنها درنظر گرفته شود تا بتوانیم یک پساب صنعتی را تصفیه و بازچرخانی کنیم.» او عنوان میکند: «از زمانی که کاربردهای متعدد غشاهای سرامیکی را متوجه شدیم و اینکه حتی دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی مختلف، این غشاها را از ما سفارش می‌گیرند که در قالب دانشگاه، برای آنها می‌فروشیم، شرکت دانش‌بنیانی را تاسیس کردیم که بتوانیم غشاهای سرامیکی تولید کنیم. تا پیش از این هم تنها تعداد کمی از این غشاها را به‌طور محدود تولید می‌کردیم.»
آب خاکستری و اهمیت آن
کشور ما با بحران کمبود آب روبه‌رو است و چه از نظر بارشی و چه از نظر مصرف منابع زیرزمینی و دسترسی به آب‌های قابل استفاده محدودیت‌هایی ایجاد شده و ما باید تمهیداتی را برای مقابله با آن درنظر بگیریم. یکی از ساده‌ترین مسیرها، بازچرخانی پساب‌هاست که بتوانیم از پساب‌های خانگی و صنعتی برای این منظور استفاده کنیم. پساب به دو گروه آب سیاه و آب خاکستری تقسیم می‌شود. آب سیاه به آب سنگین با آلودگی بالا اطلاق می‌شود و حتی آبی که فاضلاب انسانی است، به آب سیاه شناخته می‌شود که تصفیه آن به منابع سنگینی نیاز دارد. اما برخی پساب‌ها هم پساب‌های بسیار سبکی هستند که به آب خاکستری شناخته شده و در منازل به آب روشویی، ظرفشویی، لباسشویی و شست‌وشو و در صنعت هم به پساب‌های کارخانه‌هایی اطلاق می‌شود که پساب‌های سنگینی ندارند. به‌عنوان مثال، آبی که در کارواش‌ها در نتیجه شست‌وشوی ماشین‌ها به‌همراه شوینده و چربی و گل‌ولای ایجاد یا در قالیشویی‌ها ایجاد می‌شود، پساب سنگینی ندارد و به آن پساب سبک یا خاکستری می‌گویند که به‌راحتی با چند روش فیزیکی قابلیت بازچرخانی دارد.
بابالو اشاره میکند: «ما ابتدا روی این نوع پساب متمرکز شدیم و سراغ پساب‌های سنگین نرفتیم. البته درحال‌حاضر با توجه به حرفه‌ای‌تر شدن، روی پساب‌های سنگین هم کار می‌کنیم اما ابتدا از تصفیه پساب‌های خانگی شروع کردیم که بیشتر بحث کارواش‌ها، قالیشویی‌ها، صنایع فلزی، رادیاتورسازی و... بود که توانستیم پساب آنها را تصفیه و بازچرخانی کرده و مورد استفاده دوباره قرار دهیم. استفاده از آب خاکستری در دنیای امروز به‌عنوان یک صنعت سبز هم شناخته شده است.»
استفاده در دیگر صنایع
مدیر این شرکت دانش‌بنیان عنوان میکند: «مساله‌ای که باید به آن توجه داشت این است که آب خاکستری تنها با استفاده از غشاهای سرامیکی قابل تصفیه نیست بلکه این غشاها به‌عنوان مغز قضیه هستند، اما ابتدا باید فرآیندهایی شامل تصفیه و پیش‌تصفیه روی آب خاکستری انجام و شرایط آماده شود تا بتوانیم به‌عنوان مرحله نهایی با غشاهای سرامیکی، شرایط پساب را به شرایطی برسانیم که عاری از هرگونه آلودگی میکروبی و عوامل بیماری‌زا و... باشد و شرایط لازم برای بازچرخانی را داشته باشد. البته ما در سال‌های اخیر روی تصفیه پساب کارتن‌سازی فعالیت می‌کنیم که صنعت کاغذ است و دارای پسابی بسیار آلوده است. پساب آن هم به‌گونه‌ای تصفیه می‌شود که آب به‌دست‌آمده دوباره قابل استفاده شود. پساب تصفیه‌شده بازگردانده می‌شود و خروجی آن، الیاف یا لجنی است که الیاف کاغذ بوده و حتی از همین الیاف جامد هم میتوان در صنعتی دیگر مانند تولید شانه‌های تخم‌مرغ و کاغذهای خاص استفاده کرد. او راه نجات کشور را در این می‌بیند که چنین مسیرهایی را پیش‌روی صنایع خود بگذاریم.»
تصفیه پساب در مجتمع‌های مسکونی
بابالو در پاسخ به اینکه استفاده از آب خاکستری در داخل کشور چند درصد را به خود اختصاص می‌دهد، به «فرهیختگان» می‌گوید: «ما در مصارف خانگی تا جایی پیش رفته‌ایم که نصب دستگاه تصفیه آب خاکستری و بازچرخانی آن در منازل را حتی در فهرست‌بها هم وارد کرده‌ایم. معضل بزرگ در مصرف آبی که در منازل استفاده می‌کنیم، این است که هزینه‌های تصفیه آب بسیار بالاست و با توجه به هزینه‌ای که شهروندان بابت مصرف آب‌آشامیدنی پرداخت می‌کنند، بسیار ناچیز است، همین باعث شده مردم قدر آب را ندانند اما اگر این آب قیمت بالاتری داشت، با احتیاط بیشتری آن را مصرف می‌کردند. متاسفانه درحال‌حاضر، معمولا ساکنان ساختمان‌ها و مجتمع‌ها هیچ رغبتی به نصب این‌قبیل سیستم‌های تصفیه نشان نمی‌دهند. برای یک مجتمع مسکونی که بتوان حدود 20 تا 30 مترمکعب پساب خاکستری آن را تصفیه کرد، بسته به نوع ظرفیت دستگاه، هزینه‌ای بالغ‌بر 200 تا 300 میلیون تومان در پی دارد. بررسی‌ها نشان داده تا زمانی که هزینه آب مصرفی منازل پایین باشد، هیچ فردی و خانواده‌ای تمایل به استفاده از این‌قبیل سیستم‌های تصفیه پساب از خود نشان نمی‌دهد. اما این فناوری هم از نظر مصرف آب و هم از نظر محدودیت‌های موجود، صنعت را مجاب کرده که از این فناوری برای تصفیه پساب و استفاده دوباره از آب در مسیر پیشرفت و توسعه صنعت بهره ببرد.»
کارکرد غشاهای سرامیکی
مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان به «فرهیختگان» می‌گوید: «ما در این سیستم از فناوری نانو در داخل یک فناوری به نام فناوری غشا بهره گرفته‌ایم. اندازه حفره‌های این غشاها معمولا در کاربری آنها موثرند. در تولید این غشاها بسته به کارایی موردنظر، اگر اندازه حفره‌های این غشاها را براساس نانومتری مهندسی کنیم، غشاهایی موسوم به اولترافیلتر می‌توانیم تهیه کنیم که اندازه حفره‌های آن بین 100 تا 200 نانومتر می‌شود و متخلخل بوده و اجازه نمی‌دهند ذراتی بزرگ‌تر از 200 نانومتر از این غشاها عبور کند و وارد آب خروجی از این غشاها شود. با این شگرد، علاوه‌بر آلودگی‌هایی مانند چربی‌ها، مواد شوینده و ذرات معلق موجود در آب موفق شده‌ایم کوچک‌ترین میکروارگانیسم‌ها، باکتری‌ها و عوامل بیماری‌زا را در آب تصفیه کنیم. بنابراین آبی که به‌عنوان مرحله نهایی از غشاهای سرامیکی خارج می‌شود، هم آبی عاری از هرگونه عوامل بیماری‌زا و میکروب و باکتری است، فاقد ذرات معلق و کدر بوده و قابلیت بازچرخانی و استفاده دوباره پیدا میکند.»
آب خاکستری را کجا میتوان استفاده کرد؟
بابالو ادامه می‌دهد که در بعضی کشورهای دنیا، تصفیه آب‌های خاکستری آنقدر به شرایط مطلوب می‌رسد که حتی برای تامین آب‌آشامیدنی هم قابل استفاده است. توصیه‌ای که داریم، این است که بعد از تصفیه این آب‌های خاکستری و بازچرخانی‌ای که صورت می‌گیرد، این آب قابل استفاده برای آبیاری گیاهان و فضای سبز است. فلاش‌تانک‌هایی که در منازل مورد استفاده قرار می‌گیرد، در هر بار استفاده حجم بالایی آب را دور می‌ریزد. این آب تصفیه‌شده به‌راحتی می‌تواند جایگزین آب شرب باشد و برای فلاش‌تانک‌ها استفاده شود. همچنین از این آب تصفیه‌شده میتوان برای شست‌وشوی سالن‌ها، مخازن آتشنشانی، پرورش ماهی، گلخانه‌هایی که در آپارتمان‌ها قرار گرفته‌اند، استفاده کرد. این آب خاکستری تصفیه‌شده در صنعت هم کاربردهای متعددی دارد، به‌طوری‌که به‌عنوان مثال، در صنعت کارتن‌سازی یا رادیاتورسازی به‌خوبی میتوان از آن استفاده کرد و مصرف آب را در این صنعت تا حد زیادی کاهش داد. کارواش‌ها هم به‌خوبی می‌توانند از سیستم تصفیه آب خاکستری بهره ببرند. به‌عنوان مثال، دستگاه تصفیه آب خاکستری را در کارواشی نصب کرده‌ایم که روزانه 5 تا 10 مترمکعب آب استفاده می‌کرد و این آب را خریداری می‌کردند اما با نصب دستگاه تصفیه آب خاکستری، میزان خرید آب از سوی این کارواش به هفته‌ای کمتر از یک ماشین کاهش یافت، به‌طوری‌که کل آبی که مصرف می‌کردند، با این دستگاه تصفیه می‌شد و به چرخه مصرف برمی‌گشت. میزان مصرف آب ورودی در این کارواش تنها به 10درصد کاهش یافته و 90درصد آب مصرفی، آبی است که در سیستم می‌چرخد. به گفته او، میزان تصفیه آب خاکستری با کمک غشاهای سرامیکی نانوساختار به بیش از 70درصد می‌رسد اما در عمل به‌مدت طولانی، بیش از 90درصد هم تصفیه انجام شده است.
سیستمی منحصربه‌فرد در کشور
بابالو معتقد است شرکت‌های مختلفی در زمینه تصفیه آب خاکستری فعال هستند و با روش‌های دیگری چون ته‌نشینی، انعقادسازی الکتریکی و... برای شفاف‌سازی و بازچرخانی آب تصفیه‌شده به یک میکروفیلتر یا اولترافیلتر نیاز دارند که درنهایت، به سیستم ما می‌رسند. اما درمورد غشاهای سرامیکی، تولیدکننده داخلی با این دیدگاه نداریم. بنابراین، به‌جرأت میتوان گفت که با توجه به ظرفیت و خط تولیدی که داریم، تنها تولیدکننده غشاهای سرامیکی نانوساختار در کشور هستیم. خط تولید اصلی ما 6000 مترمربع است اما درحال‌حاضر، میزان تولید شرکت این تعداد نیست بلکه تنها برحسب نیازی که از پروژه‌های صنعتی دریافت می‌کنیم، اقدام به تولید می‌کنیم اما شرکت، ظرفیت تولید سالانه 6000 مترمربع از این غشاهای سرامیکی نانوساختار را داراست. البته به این موضوع هم باید توجه داشت که تولیدکننده دیگری در کشور برای تولید غشاهای سرامیکی در مقیاس صنعتی وجود ندارد و تنها برخی استادان در دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی در قالب آزمایشگاهی تولید می‌کنند که روی آنها تحقیقاتی را انجام می‌دهند. از این رو، امیدواریم هم نیازهای کشور و هم منطقه را با این غشاهای سرامیکی به‌منظور تصفیه پساب‌های آب خاکستری برآورده کنیم. این فناوری آنقدر پیشرفته است که در هر مرکزی که نصب می‌شود، نیروی متخصص برای راه‌اندازی و کار با آن هم باید اعزام شود. غشاهای سرامیکی داخل دستگاه‌های تصفیه نصب می‌شوند که یک نمونه از این دستگاه‌ها چرخدار بوده و غشاها روی دیسک‌ها سوار شده و قابل چرخش است که به دستگاه‌های دیسک فیلتر چرخان موسوم هستند. این دستگاه‌ها به‌دلیل شست‌وشوی راحت‌تر و کار کردن آسان‌تر، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. نمونه دیگری از دستگاه‌ها هم هستند که به غشاهای صفحه‌ای معروفند و به‌صورت موازی از تعدادی غشا استفاده شده که روزانه یک‌بار در بازه‌های زمانی مشخص شست‌وشو شده و سپس تصفیه آب را انجام می‌دهند.
| دستگاه تصفیه با غشای موازی |
مشغول ایجاد بازار داخل هستیم
این مدیر شرکت دانش‌بنیان درباره سهمی که غشاهای سرامیکی در تامین نیاز داخل دارند به «فرهیختگان» می‌گوید: «پیش از این، چنین بازاری در داخل نداشتیم و ما درحال‌حاضر، درحال ایجاد بازار این محصول هستیم. پیش از این، یک شرکت خارجی با واردات محصولات خود، چنین بازاری را ایجاد کرده و ما درحال جایگزینی این بازار خارجی با تولید داخلی هستیم. این محصول در خارج از کشور شناخته شده است اما در داخل کشور ایجاد بازار کمی زمان می‌برد. البته معتقدیم که خط تولید 6000 مترمربعی هم رقم پایینی است ولی ممکن است 5 سال زمان ببرد تا به آن ظرفیت تولید برسیم. درحال‌حاضر، تصفیه‌های خانگی یکی از محصولات اصلی شرکت است و تاکنون بیش از هزار دستگاه تصفیه‌خانگی فروخته‌ایم. انتظار داریم بیش از دو تا سه هزار دستگاه وارد بازار کنیم. صنایع‌معدنی، تولید موادمعدنی، کارتن‌سازی، آبمیوه و نوشیدنی‌ها و آب‌معدنی نیز جزء صنایعی هستند که می‌توانند به‌عنوان هدف سیستم تصفیه ما قرار گیرند. بازار این محصول زیاد است و امیدواریم بتوانیم پاسخگوی نیاز آن باشیم.»
شروع پرقدرت بازار صادراتی
او در ادامه تاکید میکند که در زمینه بازار صادراتی هم با چین ارتباط برقرار کرده‌ایم، به‌طوری‌که با یک شرکت چینی تعامل کرده‌ایم و یک محموله را به‌عنوان تست برای آنها ارسال کرده‌ایم که نتایج به‌دست‌آمده از سوی آنها حتی از نتایج ما هم مقبول‌تر بوده است. درحال‌حاضر درنظر داریم شرکتی در چین راه‌اندازی کنیم تا در مناقصات شرکت کنیم؛ براساس این قرار است ساخت غشاهای سرامیکی در داخل کشور انجام شود و دستگاه‌ها در چین ساخته شود. همچنین با ترکیه هم تعاملاتی انجام داده‌ایم. درحال‌حاضر، محصولات وارداتی از دو کشور آلمان و دانمارک در بازار داخلی وجود دارند که گاهی با پورسانت‌های بالا، پروژه‌های مربوط به ما را از آن خود می‌کنند. اما معمولا به‌دلیل سرامیکی بودن غشاها، در واردات این محصول، احتمال از بین رفتن برخی غشاها وجود دارد، بنابراین تامین بازار داخل از شرکت‌های داخلی برای مشتریان بسیار به‌صرفه‌تر تمام می‌شود و به‌راحتی غشاها در اختیار کارفرما قرار می‌گیرد. از آنجا که تامین‌‌کننده هستیم، تحت‌تاثیر نوسانات ارزی قرار نمی‌گیریم و این دو عامل می‌تواند بزرگ‌ترین امتیاز رقابتی ما نسبت به محصول خارجی باشد. دستگاه‌های تصفیه 10مترمربع غشای سرامیکی روی آن نصب می‌شود و مابقی آن، قطعات و تجهیزات دستگاه و پمپ است. قیمت رقابتی دستگاه‌های تصفیه نمونه داخلی حدود 50درصد کمتر از نمونه خارجی است.