راهکار نوین تصفیه آب خاکستری با نانوذرات آهن و اکسیداسیون پیشرفته

مدیریت فاضلاب‌های شهری و صنعتی، به ویژه آب خاکستری، یکی از چالش‌های اساسی در حفظ منابع آبی کشور محسوب می‌شود. آب خاکستری که از فعالیت‌های روزمره مانند استحمام و شست‌وشو حاصل می‌شود، با دارا بودن آلاینده‌های آلی و معدنی، نیازمند تصفیه مناسب برای استفاده مجدد است. روش‌های سنتی تصفیه در مواجهه با برخی ترکیبات پیچیده و فلزات سنگین با محدودیت‌هایی روبرو هستند. در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد شوشتر، با همکاری دانشگاه علوم پزشکی بهبهان، روشی نوین مبتنی بر نانوتکنولوژی را برای تصفیه آب خاکستری ارائه داده‌اند.

این مطالعه که نتایج آن در فصلنامه مهندسی بهداشت محیط منتشر شده است، بر استفاده از نانوذرات اکسید آهن (Fe₃O₄) برای جذب سطحی آلاینده‌ها و سپس به‌کارگیری فرآیند اکسیداسیون پیشرفته (UV/H₂O₂) تمرکز دارد. در این رویکرد دوگانه، ابتدا آلاینده‌ها با استفاده از نانوذرات مغناطیسی آهن در شرایط بهینه pH (حدود ۵) و زمان تماس (۴۰ دقیقه) جذب سطحی می‌شوند. سپس، برای حذف آلاینده‌های مقاوم، از ترکیب اشعه فرابنفش و پراکسید هیدروژن استفاده می‌شود که منجر به تولید رادیکال‌های فعال و تجزیه ترکیبات آلی پیچیده می‌گردد.

یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که روش جذب سطحی به تنهایی قادر به حذف ۵۷ درصد شاخص COD (میزان مواد آلی) و ۶۰ درصد فسفر کل است. با افزودن مرحله اکسیداسیون پیشرفته، راندمان حذف COD به بیش از ۹۰ درصد و در شرایط بهینه به حدود ۹۳ درصد افزایش می‌یابد. این نتایج حاکی از اثربخشی ترکیب این دو روش در جبران نقاط ضعف یکدیگر و دستیابی به استانداردهای زیست‌محیطی مطلوب است.

یکی از مزایای کلیدی این روش، امکان بازیابی نانوذرات به دلیل خاصیت مغناطیسی آن‌ها است که منجر به کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود. با این حال، چالش‌هایی نظیر حذف ناکامل نیترات و وابستگی عملکرد به pH همچنان وجود دارد که پژوهشگران پیشنهاداتی برای رفع آن‌ها ارائه کرده‌اند. این یافته‌ها می‌توانند گامی مهم در راستای مدیریت منابع آب در شرایط کم‌آبی و افزایش بازچرخانی آب در مصارف شهری و صنعتی باشند.