Οι ερευνητές της KAUST έχουν αναπτύξει επιχρίσματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον καθαρισμό μεμβρανών αφαλάτωσης. Οι μη τοξικές επιστρώσεις μπορούν να παρέχουν μια ασφαλέστερη και αποτελεσματικότερη εναλλακτική λύση στις επιβλαβείς χημικές ουσίες στα συστήματα αντίστροφης όσμωσης που χρησιμοποιούνται για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού.
Η διαδικασία αφαλάτωσης αντίστροφης όσμωσης χρησιμοποιεί πίεση για το φιλτράρισμα του θαλασσινού νερού μέσω ημιδιαπερατής μεμβράνης για την παραγωγή γλυκού πόσιμου νερού. Αν και αυτή η τεχνολογία είναι πιο ενεργειακά αποδοτική από άλλες μεθόδους αφαλάτωσης, η απόδοσή της μπορεί να παρεμποδιστεί από την ανάπτυξη βακτηρίων και άλλων μικροοργανισμών στην επιφάνεια της μεμβράνης.
Η Δρ Maria Fernanda Nava Ocampo δήλωσε: «Αυτό το βιοϋμένιο σχηματίζει ένα στρώμα που δεν επιτρέπει στο νερό να περάσει εύκολα», δήλωσε ο Johannes Vrouwenvelder. "Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα με όλες τις τρέχουσες μεθόδους ελέγχου της βιορρύπανσης είναι ότι δεν μπορούν να αφαιρέσουν πλήρως το βιοϋμένιο από το σύστημα μεμβράνης, με αποτέλεσμα μόνιμη ρύπανση. Αυτό θα οδηγήσει σε αυξημένη κατανάλωση ενέργειας και απόρριψη χημικών ουσιών ελέγχου στη θάλασσα.»
Αν και άλλες επικαλύψεις είναι συνήθως κατασκευασμένες από επιβλαβείς χημικές ουσίες, η νέα επίστρωση πολυηλεκτρολύτη αποφεύγει την ανάγκη προσάρτησης τοξικών συνδέσμων στη μεμβράνη. Μπορεί επίσης να ξεπλυθεί με ασφάλεια από το σύστημα με αλμυρό νερό και αυξημένη ροή, έτσι ώστε να μην υπάρχει βιοϋμένιο στην επιφάνεια της μεμβράνης.
Ο Nava-Ocampo είπε: "Το πλεονέκτημα της επίστρωσης μας είναι ότι προσκολλάται στην επιφάνεια μέσω ηλεκτροστατικής αλληλεπίδρασης, οπότε δεν χρειάζεται να χρησιμοποιούμε χημικές ουσίες". "Μπορούμε επίσης να καλύψουμε την ταινία χωρίς να την προ-θεραπεύσουμε. Η ταινία παραμένει στο σύστημα, πρέπει μόνο να περάσουμε την επίστρωση μέσω του ίδιου ρεύματος που χρησιμοποιείται για αφαλάτωση."
Η ομάδα δοκίμασε την επίστρωση που δημιούργησαν χρησιμοποιώντας έναν προσομοιωτή ρύπανσης μεμβράνης, μια μικρή συσκευή που προσομοιώνει τις συνθήκες σε μια μονάδα αφαλάτωσης αντίστροφης όσμωσης. Κυκλοφόρησαν την επικάλυψη πέντε φορές στο σύστημα για να σχηματίσουν ένα στρώμα στην επιφάνεια της μεμβράνης και πρόσθεσαν βιοαποδομήσιμα θρεπτικά συστατικά για να προωθήσουν την ανάπτυξη του βιοϋμενίου.
Μετά από 8 ημέρες, οι ερευνητές ξέπλυναν το σύστημα με διάλυμα υψηλής ροής, υψηλής περιεκτικότητας σε αλάτι για 24 ώρες για να αφαιρέσουν την επικάλυψη. Η ομάδα συνέκρινε την απόδοση της επικαλυμμένης μεμβράνης με τον μη επιχρισμένο έλεγχο.
Χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η επικάλυψη παρέμεινε σταθερή σε αλμυρό νερό, καθιστώντας το κατάλληλο για αφαλάτωση. Αυξάνοντας την ένταση της ροής του νερού και την αλατότητα του νερού, η ομάδα κατάφερε να αφαιρέσει με επιτυχία την επικάλυψη και να συνδέσει το βιοϋμένιο από τη μεμβράνη.
Μετά από αυτή τη διαδικασία καθαρισμού, η ροή υγρού μέσω της επικαλυμμένης μεμβράνης ήταν διπλάσια από αυτή του μη επιχρισμένου ελέγχου.
"Αυτό δείχνει ότι η τεχνολογία μας έχει καλύτερες δυνατότητες καθαρισμού", δήλωσε η Νάβα-Οκάμπο. "Το επόμενο βήμα είναι να γίνει πιο αποτελεσματικό και ανθεκτικό σε μεγαλύτερη κλίμακα".