Journal de génie électrique et de technologie électronique

Purification de l'eau grâce à la nanotechnologie

Arjun Maity  

Dernièrement, de vastes efforts ont été déployés pour créer des matériaux nanostructurés avec une réactivité et une utilité particulières pour le nettoyage écologique. La présence de métaux importants, par exemple Cr, Hg, As, Pb, Ni, Co, etc. dans les nouvelles sources d'eau et les eaux usées modernes, est un problème fondamental de santé et d'écologie en raison de leur toxicité élevée et de leur bioaccumulation par la hiérarchie naturelle et par la suite dans le corps humain. De nos jours, les matériaux nanostructurés polymères brillants à base de polyaniline et de polypyrrole sont des matériaux prometteurs dans le traitement de l'eau car ils sont économiques, faciles à concevoir, non nocifs, ils présentent une limite d'adsorption élevée et ils ont également une propriété d'échange de particules. Récemment, nous avons créé des nanocomposites à base de polymères de pointe grâce à un processus de polymérisation in situ, pour l'élimination de toxines extrêmement nocives. L'adsorption des contaminants à l'extérieur de l'adsorbant a été confirmée par l'ATR-FTIR et le XPS. Les concentrés XPS ont également donné des angles robotiques en particulier. La désorption a montré que malgré la récupération limitée de la structure adsorbée de l'adsorbant, l'adsorbant récupéré pourrait être réutilisé efficacement sans perte évidente de sa capacité d'origine. D'autre part, les adsorbants usagés pourraient être réutilisés pour diverses applications : catalyse, action antimicrobienne et capteur de gaz. La nécessité d'avancées significatives dans la maîtrise de la filtration a conduit à une faible considération des matériaux de première ligne, par exemple les couches de nanofibres pour le raffinage de l'eau. La présence de matières organiques et de traces d'agrégation organique dans les eaux usées représente un problème important et les avancées en flux et reflux, par exemple la coagulation/floculation et la technologie du chlore, ne peuvent pas donner de résultats satisfaisants. Le volume supplémentaire de limon produit par ces technologies nécessite une préparation et une élimination supplémentaires. La nanotechnologie a un potentiel exceptionnel pour les applications de filtration en raison de sa capacité à fabriquer des matériaux de base contrôlés précis pour de telles exigences. Les couches nanofibreuses électrofilées (ENM) sont des technologies de film de pointe qui offrent des taux de transition élevés et des taux de rejet élevés par rapport aux couches normales. Les ENM représentent une transformation dans la décontamination de l'eau et des eaux usées en offrant une mesure légère, intelligente et à faible consommation d'énergie par rapport aux couches traditionnelles. Les ENM ont une porosité élevée, généralement d'environ 80 %, tandis que les films traditionnels ont une porosité de 5 à 35 %. Les couches nano-conçues ont un potentiel incroyable dans le traitement de l'eau en raison de leurs propriétés intrigantes. Dans cette association, les couches électrofilées apparaissent comme une procédure adaptable avec des caractéristiques prometteuses pour le traitement de l'eau. Ce travail présente l'utilisation de l'ENM dans le traitement des eaux usées et la modification de surface des nanomembranes pour résoudre les problèmes d'encrassement et le traitement des eaux usées de la station d'épuration de Tabuk, en Arabie saoudite. L'eau est un complément essentiel mais ignoré dans l'alimentation humaine.Bien que de nombreuses avancées aient été réalisées pour l'assainissement de l'eau, le développement de la nanotechnologie dans ce domaine peut réduire les coûts et augmenter l'efficacité des mesures d'assainissement. De plus, la nanotechnologie peut permettre aux pays non industrialisés d'utiliser de tels systèmes d'assainissement de l'eau, augmentant ainsi l'accès à l'eau potable. Cette section donne un aperçu complet des progrès de l'industrie et des utilisations émergentes de la nanotechnologie dans l'assainissement de l'eau. Les substances étrangères de base de l'eau potable, telles que les métaux lourds inorganiques, les matières organiques et les micro-organismes, seront présentées ainsi que les processus dynamiques pour leur élimination. Une grande partie de la section sera consacrée à l'examen des utilisations de la nanotechnologie dans les domaines de l'adsorption et de la séparation des couches, en particulier en ce qui concerne la manière dont la nanotechnologie et les nanomatériaux synthétiques sont utilisés pour améliorer l'efficacité ainsi que pour réduire le coût et l'impact écologique des méthodes traditionnelles de filtration de l'eau.

L'accès à une eau potable de qualité et sûre est le principal objectif des êtres vivants sur Terre. À l'échelle internationale, la pénurie d'eau est inévitable, même dans les zones riches en eau, car la population humaine prospère, l'industrialisation, le progrès, les changements naturels et les activités agricoles ont exercé une pression énorme. La question de l'accès à une eau potable est inévitable et nécessite une exploration considérable. La nanotechnologie a de nombreuses applications efficaces dans divers domaines, mais récemment, son application au traitement de l'eau et des eaux usées est apparue comme un domaine prometteur en plein essor. Cette section présente les nouvelles avancées dans le développement de matériaux et de cycles à l'échelle nanométrique pour le traitement des eaux de surface, des eaux souterraines et des eaux usées industrielles qui sont polluées par des métaux nocifs, des composés organiques et inorganiques, des microbes et des infections. De même, le potentiel toxique des nanomatériaux artificiels pour la santé humaine et l'environnement sera également examiné. Cette section traite également du destin et du transport des nanomatériaux artificiels dans les systèmes de traitement de l'eau et des eaux usées ainsi que des risques associés aux nanomatériaux.