کلمبوس، اوهایو - مهندسین در دانشگاه ایالتی اوهایو روشی را برای تمیز کردن فیلترهای سرامیکی پیشرفته با Ultrasound ابداع کردند.هر چند در اوایل توسعه آن، این تکنولوژی ممکن است یک روز  ما را قادر کند  که  برای تصفیه کردن آب در تصفیه خانه ها بوسیله فیلترهای سرامیکی به جای مواد شیمیایی خشن استفاده کنیم .

لیندا ویورس و هارولد واکر، هر دو استادیاران مهندسی عمران و محیط زیست وعلوم زمین، و دانشجویان دکترا دونگ چن و میکو لمینن روش شستشوی اولتراسونیک خود را در 10 آوریل  در یک پوستر در جلسه انجمن شیمی آمریکا در اورلاندو توصیف کردند.

واکر گفت "اگر  تصفیه خانه ها بتوانند فیلتر های غشایی  را با آب شستشو دهند ، آنها می توانند هزینه، ایمنی و مسائل و مشکلات تخلیه  در ارتباط با استفاده از مواد شیمیایی خشن به حداقل برسانند،"

به عنوان جایگزینی برای مواد شیمیایی، محققان در حال مطالعه فیلترهای ممبران های سرامیکی - شبکه های لانه زنبوری مانند کانال های کوچک که توسط ممبران های سرامیکی لایه نازک رسوبات را جدا می کند.. هنگامی که آب از طریق کانال ها جریان می یابد ، ممبران ها به عنوان غربال گر عمل می کند تا  آلاینده هایی مانند خاک رس، اکسید آهن، باکتری ها و ویروس ها جدا را نمایند. مشکل: در طول زمان، ممبران توسط آلایندها  دارای  رسوب می شوند و مسدود می شوند، و باید تمیز شوند.

ویورس و واکردر نظر داشته باشید که تحقیقات اخیر شامل سونوگرافی و حباب  می باشد. این ایده، اخیرا توسط دانشمندان و همکاران مان در آزمایشگاه ملی اوک ریج گزارش داده شده است ،  که امواج صوتی می تواند باعث تشکیل و فروپاشی حباب در داخل یک مایع بشوند ، که گرما و انرژی آزاد می کند.

برای آزمایش اینکه آیا فروپاشی حباب در  یک فیلتر سرامیکی می تواند آن را تمیز کند، مهندسان یک فیلتر که شامل  ذرات لاتکس و سیلیکا  بود را در آب غوطه ور کردند. آنها از ذراتی در طیف وسیعی ازاندازه  های مختلف به تقلید از آلاینده های موجود در آب استفاده کردند.

 انها از یک کاوشکر اولتراسونیک در آب به ارتعاش 20 کیلو هرتز یا 20،000 ارتعاش در ثانیه استفاده کردند که یک فرکانس پایین  که به راحتی با تجهیزات سونوگرافی معمولی حاصل  می شود- به عنوان مثال، آزمایش سونوگرافی جنین که زنان در دوران بارداری با به کار گیری فرکانس بسیار بالاتر – در حدود 10 مگا هرتز یا 10 میلیون ارتعاش در ثانیه است انجام می دهند. .

اما این بدان معنا نیست یک کاوشگر 20 کیلوهرتز  دارای قدرت  کمتری است ، ویورس توضیح داد. او گفت: " فرکانس هیچ ربطی به قدرت ندارد.  به عنوان مثال صداهای بم در برابر صداهای سوپرانو  در نظر بگیریم هر دو می تواند بلندتر یا آهسته تر باشند. این که آیا یک صدای بم و یا سوپرانو بستگی به فرکانس ، در حالی که بلندی صدا و نرمی به قدرت آن بستگی دارد " .

ارتعاشات  20کیلو هرتز موجب ایجاد حباب برای تشکیل و فروپاشی می شوند که می تواند فیلتر سرامیکی را  تمیز نگه می دارد.

ویورس  گفت: " به نظر می رسند که حباب  ها سطح فیلتر را صیقل  می دهند". " جای که حباب ها فرو پاشیدند ، فوران های  بسیار ریزی از آب تشکیل می شود که آلاینده را می شویند."

اگرچه مهندسان هنوز هم  مطمئن نیستند که دقیقا این روند چگونه کار می کند ، ویورس مظنون است که فوران ها از گره ارتعاشی می جهند – جاهایی در امتداد سطح  فیلتر که در آن امواج مافوق صوت با هم ادغام و با یکدیگر بزرگ می شوند.

واکر میگوید: با اولتراسوند به عنوان یک روش شستشو ، تصفیه خانه ها مجبور نخواهند بود فیلترها راخارج  کنند که ان ها را بشویند. آلاینده های سست شده طی جریان خروجی از آب تمیز جدا شده و شسته خواهند شد.

ویروس اضافه می کند که "اگر شما را اولتراسوند در حال اجرا  بگذارید، شما می توانید یک فیلتر را در حالی که هنوز در حال استفاده می باشد را تمیز کنید ، و در وهله اول  از مسدود شدن  آن ممانعت می کند، ".

اگر همه  چیز خوب پیش  برود ، واکر گفت ، این فن آوری ممکن است  برای انجام آزمایش های کامل در تصفیه خانه ها  در چند سال آینده آماده خواهد بود.

Date: April 11, 2002

Source: Ohio State University