自然をモチーフにした持続可能な水処理システム

自然をモチーフにした持続可能な水処理システム化学

モナッシュ大学科学工学部の学生は、自然界の水処理サイクルにヒントを得て、工業廃水から難分解性の有機汚染物質を除去する持続可能なスタンドアローン1外部接続に依存せずに単独で機能している状態水処理システムを開発しました。

博士課程の学生であるMostafa Dehghani氏とMahdi Naseri氏、学部生のClare Carew氏が開発した独自のスタンドアローンサンフローシステム(SASS)は、入手しやすい手頃な価格の材料を使用して、従来のシステムに比べて労働力やメンテナンスが少なくて済むスタンドアローン型の持続可能な水処理オプションを提供し、中小企業の汚染水に含まれる残留性有機汚染物質を処理します。

Stand Alone Sunflow System(SASS)

スタンドアローンサンフローシステム(SASS)©Monash University

工業廃水は世界的な問題です。工業用地からの未処理の廃水には、重金属、毒素、石油系炭化水素などが含まれており、これらは水生生態系に直接影響を与え、その後、食糧資源や水の供給に影響を与える可能性があります。

産業廃棄物が環境に与えるリスクを最小限に抑えるためには、適切な運用管理方法が必要です。

博士課程の学生であるMostafa Dehghani氏は、SASS技術を開発した最大の動機は、産業廃水の世界的な影響を抑制することだったと言います。

「国連の発表によると、2030年までに、低資源地域を含む世界の半分が水不足に直面すると言われています。これが、自然からヒントを得て、特にオーストラリアのような光量の多い地域で、太陽光を利用した水処理システムを設計する最大の動機でした。」とDehghani氏は語ります。

「現在市販されている水処理システムは、効率が悪かったり、二次的な汚染物質を発生させて環境中に廃棄しなければならないものばかりです。私たちのプロトタイプは、フッ素化合物などの難分解性有機汚染物質を低資源環境で持続的に処理することを目指しています。」と述べています。

ジェームズダイソン財団の認定を受けたSASSのデザインは、化石燃料ベースのエネルギー源や、人間や環境の健康に害を及ぼす化学物質の使用を避けています。また、このシステムは、太陽光によって活性化されるセルロース/酸化亜鉛触媒を使用して、処理槽を循環する水に含まれる有機汚染物質を分解します。

試作機では、太陽光を利用しており、太陽光が十分に得られない場合にはソーラーパネルで駆動するUVライトが作動し、マイクロコントローラーがシステム内の水の流れを管理します。処理サイクルの最後には、きれいな水がシステムから排出されます。

Mahdi Naseri氏は、「PFAS2パーフルオロアルキル化合物、ポリフルオロアルキル化合物及びこれらの塩類、ジオキサン、工業用染料など、さまざまな有機汚染物質や実際の廃水サンプルを用いて、健康や環境への影響が懸念されるレベルにまで分解されるまで、このシステムの有効性を検証しました。

現在、難分解性の有機汚染物質を処理するための持続可能で経済的な方法は、特に資源の乏しい環境では不足しています。このシステムに使用されている材料は、豊富で手頃な価格のものであるため、SASSはより手頃な選択肢となります。

SASSの技術は、今後の研究の進展により、より大規模な水処理にも対応できるようになるでしょう。学生たちは、SASSを改良し、各種センサーを管理して汚染水や処理水の流れを制御するための専用マイクロコントローラーを実装するための資金を集めようとしています。最終的には、酒造会社、繊維会社、食品・飲料会社、印刷会社など、対象となる業界と協力して、SASSの技術を商業化のプロセスに応用することを目指しています。

Published by Monash University.

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