Tretiranje morske vode odabranim hemikalijama pre desalinizacije može smanjiti bioobraštanje i produžiti životni vek filtracionih membrana. Identifikovanje komponenti membranskih antiskalansa koje izazivaju bioobraštanje moglo bi pomoći da desalinizacija morske vode postane održiviji izvor slatke vode.
„Bezbedna voda za piće je ljudsko pravo“, kaže naučnica za zaštitu životne sredine Grasijela Gonzales-Gil, „a ipak oko 800 miliona ljudi nema pristup. Ujedinjene nacije procenjuju da bi potražnja za slatkom vodom mogla premašiti zalihe prirodnog ciklusa vode za čak 40% do 2030. godine.
„Desalinizacija morske vode—posebno reverznom osmozom (SVRO), koja uključuje pritisak na morsku vodu kroz membranu pod visokim pritiskom da bi se uklonila so i nečistoće—postala je široko prihvaćen jeftin izvor vode za piće u sušnim obalnim zemljama“, kaže Gonzalez-Gil’s kolega i alumni KAUST Ratul Das, koji sada radi kao šef istraživanja i razvoja desalinizacije za energetsku kompaniju ACVA Pover, koja ima 16 postrojenja za desalinizaciju morske vode u četiri zemlje.
Međutim, SVRO je energetski intenzivan, a korišćene membrane stvaraju mnogo otpada. Morska voda se obično prethodno tretira antiskalansima kako bi se sprečilo stvaranje kamenca soli na membranama. „Niska cena ovih hemikalija u poređenju sa drugim metodama pomaže u održavanju niske cene vode, otuda i njihova popularnost“, kaže Das. Ali mnogi od njih izazivaju obraštanje tako što promovišu rast mikroba.
„Operateri za desalinizaciju nisu u potpunosti informisani o tome zašto i u kojoj meri antiskalanti izazivaju bioobraštanje“, kaže Gonzalez-Gil. „Merenje rasta bakterija izazvanog različitim antiskalansima i povezivanje sa njihovim hemijskim sastavom može pomoći ovim operaterima da odaberu proizvode sa minimalnim bioobraštanjem.
Gonzales-Gilov tim pripremio je bočice prirodne morske vode sa malom početnom koncentracijom autohtonih bakterija. Dodavanjem jednog od osam uobičajenih antiskalansa u odvojene bočice, oni su izmerili dnevni rast bakterija i uporedili ovo sa rastom bakterija u morskoj vodi bez antiskalansa.
„Izmerili smo sadržaj ugljenika, fosfora i azota u svakom antiskalansu i koristili nuklearnu magnetnu rezonancu da bismo dobili detaljniji hemijski otisak prsta“, kaže Gonzalez-Gil.
Tim je otkrio da neki antiskalansi sadrže i druga jedinjenja osim aktivnih sastojaka. Jedan poseban zagađivač — ortofosfat — jasno je podstakao rast bakterija. „Iznenađujuće, nisu svi antiskalansi na bazi fosfanata bili kontaminirani ortofosfatima“, kaže Gonzalez-Gil, „kao što je HEDP (1-hidroksietiliden-(1,1-difosfonska kiselina), koji je takođe bio jedini antiskalant koji nije promovisao bakterijske rast“.
Tehnika hemijskog uzimanja otisaka prstiju tima mogla bi da pomogne proizvođačima da prilagode antiskalante tako da sadrže manje jedinjenja za jačanje bakterija. „Smanjenje bioobraštanja će smanjiti energiju potrebnu za SVRO“, kaže Das. „To će smanjiti troškove desalinizacije i, smanjenjem emisija staklene bašte, pomoći će u zaštiti planete.
Membrane reverzne osmoze se trenutno zamenjuju svake tri do pet godina, uprkos potencijalnom životnom veku od 10 do 15 godina. „Minimiziranje biološkog obraštanja produžiće njihov korisni vek i smanjiti membranski otpad koji se odlaže na deponiju“, dodaje Gonzales-Gil.
Das se nada da će razviti jednostavan test niske tehnologije za upotrebu u postrojenjima za desalinizaciju širom sveta. „Želimo da eliminišemo ‘crne kutije’ u industriji desalinizacije i podstaknemo zelenije inicijative koje imaju uticaja na Saudijsku Arabiju i na međunarodnom nivou,“ dodaje on.
