Onderzoekers hebben een nieuw membraan met speciale coating ontwikkeld dat chemicaliën in afvalwater zeer effectief scheidt. Dat biedt industrieën de kans om waardevolle bijproducten en chemicaliën uit afvalwater te halen voor hergebruik. De onderzoekers spreken over een doorbraak in de behandeling van industrieel afvalwater. Voor de ontwikkeling van het membraan hebben ze zich laten inspireren door de hechtingstechniek van mosselen.
Dat blijkt uit een artikel dat is verschenen in Nature Water. Het is geschreven door wetenschappers van de Britse Universiteit van Bath samen met collega's uit China, Zuid-Korea, Singapore, Australië en België.
Met het nanoporeuze membraan kunnen in industriële afvalwaterzuiveringen verschillende organische/natriumchloride mengoplossingen effectiever worden behandeld dan met bestaande processen, is hun claim. Ze onderzoeken de mogelijkheden om het membraan op de markt te brengen en zoeken daarbij steun van relevante marktpartijen.
Coating
De wetenschappers brachten een coating aan op het membraanoppervlak die bestaat uit het polymeer polyethyleenimine (PEI) en polydopamine (PDA). Ze lieten zich daarbij inspireren door mosselen die polydopamine uitscheiden en gebruiken om zich te hechten aan rotsen of hout in natte omstandigheden. De kleverigheid van de coating maakt het membraan zeer selectief, aldus de onderzoekers: het laat water door maar houdt andere verbindingen en organische materialen tegen.
Dit proces resulteert in een verbeterde filtratie van het water en een zeer efficiënte en energiezuinige manier om chemische stoffen afzonderlijk te scheiden. Zo werd tijdens proeven 99,1 procent van de antibiotica teruggewonnen uit zoutwateroplossingen (water en natriumchloride). De ontzoutingsefficiëntie bedroeg 99,3 procent, aldus het onderzoek.
Tijdens tests gebruikten de onderzoekers vier antibiotica - ceftriaxonnatrium, cefotaximenatrium, carbenicillinenatrium en ampicillinenatrium - om de elektrogestuurde filtratieprestaties van het PDA/PEI-gecoate membraan aan te tonen.
Omslag
De onderzoekers stellen dat de techniek kan leiden tot een omslag in het denken over afvalwaterzuivering. Jiuyang Lin van de Chinese Academie van Wetenschappen en medeauteur van het artikel, spreekt over een doorbraak in het vinden van elektrodialyse voor de behandeling van afvalwater.
Lin: "Deze eenvoudige maar effectieve coating biedt stabiliteit op lange termijn en garandeert een laag energieverbruik, ongeacht de omstandigheden van het afvalwater. Dit is een doorbraak in het vinden van elektrodialyse voor de behandeling van afvalwater, waarbij een slim ontwerp van het membraan, simulatie en analyse nodig zijn."
