Tek sistemle tuz ve metal arıtımı

Elektronik üretimi ve metal işleme gibi sektörlerde ortaya çıkan atık sular, yüksek miktarda çözünmüş tuz ve toksik ağır metaller içeriyor. Günümüzde bu kirleticilerin giderilmesi için genellikle birden fazla arıtma yöntemi kullanılıyor. Tuzun uzaklaştırılmasında tercih edilen ters ozmoz, geriye yeniden kullanımı zor olan yoğun tuzlu bir atık bırakıyor. Ağır metallerin temizlenmesi ise kimyasal maddeler kullanılarak gerçekleştiriliyor ve bunun sonucunda tehlikeli bir tür çamur oluşuyor.

Araştırmacılar tarafından geliştirilen EIP platformu, bu iki işlemi tek bir elektrokimyasal sistemde bir araya getiriyor. Sistem, özel elektrotlar yardımıyla çözünmüş iyonları atık sudan alıp ikinci bir akış hattına taşıyor. Böylece hem tuz giderimi hem de metal ayrıştırma aynı süreç içinde gerçekleşiyor.

Geleneksel sistemlerde iyonların tutulması ve serbest bırakılması için besleme ve alıcı çözeltilerin sürekli değiştirilmesi gerekiyor. Yeni EIP yaklaşımı ise bu fiziksel değişim ihtiyacını ortadan kaldırıyor. Bunun yerine elektrik devresindeki hızlı değişikliklerle iyonların sistem içinde kesintisiz olarak tek yönde hareket etmesi sağlanıyor.

Ayrıca Bkz.Bilim insanları Antarktika'nın altında gizlenen dev bir "balık şehri" buldu

Araştırma ekibi, elektrot yüzeyindeki voltajı hassas biçimde kontrol ederek hangi iyonların tutulacağını programlayabiliyor. Yüksek voltaj uygulandığında sistem yalnızca tuz giderimi gerçekleştiriyor ve hem tuz hem de bakır iyonları alıcı akışa geçiyor. Voltaj bakırın elektrokimyasal reaksiyon eşiğinin hemen altına düşürüldüğünde ise elektrot, bakır iyonlarını seçici olarak yüzeyinde biriktirirken tuzların geçişine izin veriyor.

Dört saatte yüzde 85 tuz ve yüzde 92 ağır metal arıtımı

Araştırmacılar daha zorlu bir senaryoda ise bakır, nikel ve sodyum içeren karışımı test etti. Beş elektrotlu bir düzenek kullanan ekip, voltajı ayarlayarak bakırı seçici şekilde ayırmayı başarırken nikel ve sodyumun sistemden geçmesini sağladı. Sadece dört saatlik işlem sonunda tuzun yüzde 85'i, bakır ve nikel gibi ağır metallerin ise yüzde 92'den fazlası ortamdan uzaklaştırıldı. Ayrıca elektrot üzerinde biriken bakırın, nikele göre yüzde 96 saflığa ulaştığı belirtildi.

Teknoloji sayesinde tesisler yalnızca atık sularını yeniden kullanıma uygun hale getirmekle kalmayıp, yüksek saflıkta bakırı doğrudan arıtma ekipmanları üzerinden geri kazanabilecek. Araştırmacılar, bu yaklaşımın endüstriyel tuzlu atık suların yalnızca bertaraf edilmesi gereken bir yük olmaktan çıkıp, ekonomik değeri bulunan mineral kaynağına dönüşebileceğini vurguluyor.