جمعیت جهان در حال افزایش و منابع آب آشامیدنی رو به کاهش است؛ بنابراین ممکن است جهان در آینده با مشکل کمبود آب مواجه شود. افزایش مصرف آب و کمبود حاصل از آن که بر اثر آلودگی نیز تشدید می‌شود سبب شده‌است تا تأمین آب بهداشتی به یکی از دغدغه‌های اساسی جامعه جهانی تبدیل شود. امراض ناشی از آلودگی‌های آب هرروزه هزاران و شاید دهها هزار نفر را می‌کشد.
حدود دو سوم کره زمین را آب فرا گرفته است . که از این میزان آب حدود 97 در صد آن غیر قابل آشامیدن هست . بر اساس پیش بینی سازمان ملل در سال 2035 میلادی حدود 48 کشور (یعنی 32 درصد جمعیت جهان ) دچار کمبود آب آشامیدنی می شوند. در آغاز قرن بیست و یکم دانشمندان تمرکز خود را ، بر روی فن آوری نوینی ( فناوری نانو ) معطوف کردند . این فناوری برای اولین بار حدود چهل سال پیش مطرح شد . البته روش های دیگری نیز برای دسترسی به آب قابل شرب وجود دارد که از جمله آن می توان به استفاده از دستگاه آب شیرین کن اشاره کرد که این سامانه بروی آب های شور دریا و یا رودخانه ها قرار گرفته و آب قابل شرب را برای ما تامین می کند . که در ادامه به معایب استفاده از این سامانه و برتری فناوری نوین نانو بر این روش اشاره خواهیم کرد.
توانایی بازیافت آب، امکان دسترسی به یک منبع مناسب برای مصارف گوناگون را ایجاد می‌کند. با به کارگیری فناوری‌های الکتریکی و مکانیکی به سادگی میتوان آب آلوده را برای استفاده در کشاورزی و یا حتی برای مصارف خانگی بازیافت نمود. بدین‌ترتیب فیلترنمودن آب با فیلترهای نانومتری، تحولی عظیم در بازیافت و استفاده مجدد از آب‌های صنعتی و کشاورزی ایجاد می‌کند. فیلترهای فیزیکی با منافذی در حد نانومتر می‌توانند باکتری‌ها، ویروس‌ها و حتی واحدهای کوچک پروتئین را صددرصد غربال کنند. با جداساز‌های الکتریکی که یون‌ها را به وسیله صفحات ابرخازن جذب می‌کند میتوان نمک‌ها و مواد سنگین را جذب کرد. بررسی فعالیت‌های مختلف دنیا، شامل برنامه‌های در دست اجرا و برنامه‌های آتی مراکز صنعتی و پژوهشی، نشان می‌دهد که حوزه تصفیه یکی از حوزه‌های کاربرد فناوری‌نانو در صنعت آب است؛ و با بهره‌گیری از آن، هزینه‌های تصفیه آب به میزان زیادی کاهش خواهد یافت.
نانو، دلالت بر یک واحد بسیار کوچک در علم اندازه گیری دارد. یک نانومتر معادل یک میلیاردم متر است. اخیراً با ورود فناوری های نوین از قبیل زیست فناوری و نانو فناوری، مواد و راهکارهای جدیدی برای تصفیه آب و نیز آب و فاضلاب های صنعتی و کشاورزی معرفی شده و یا می شوند. کاربردهای فناوری نانو در این خصوص عبارتند از : نانو فیلترها، نانو فتوکاتالیست ها، مواد نانو حفره ای، نانو ذرات، نانو سنسورها و ... ، توانایی های این فناوری در تصفیه آب و با توجه به انواع آلودگی های نقاط مختلف جهان مورد ارزیابی قرار گرفته است.
در گذشته نه چندان دور اهداف تصفیه خانه های آب آشامیدنی کاهش مواد معلق و زدودن عوامل زنده بیماری زا در آب بود که با روشهای متداول فیلتراسیون و گندزدایی قابل حصول بوده اند. لیکن با افزایش غلظت مواد ریزدانه، ترکیبات ازته، مواد آلی و معدنی و فلزات سنگین به منابع آب روش های متعارف جوابگوی نیازتصفیه خانه ها نبوده و لازم است از فرآیندهای نسبتاً جدید در تصفیه خانه ها استفاده شود.
مقدمه2
فصل اول
1-1- روش های سنتی :12
1-2- برخی از معایب شیوه سنتی در تصفیه آب:13
1-3- معایب استفاده از سامانه آب شیرین کن ها :15
فصل دوم
2-1- کاربرد نانو ذرات در حذف کاتالیستی آلاینده ها:17
2-2- کاربرد نانو ذرات مغناطیسی در تصفیه آب :19
2-3- نانو فیلترها19
2-4- نانو مواد:22
2-5- نانو مواد حفره ای:22
2-6- نانو ذرات :24
2-7- نانو سنسورها در تصفیة آب و پساب:26
2-8- نانوفتوکاتالیست:26
2-9- زئولیت ها :28
2-10- پلیمرها :29
2-11- نمک زدایی:29
فصل سوم
3-1- نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس :33
3-2- اساس کار اسمز معکوس :34
3-3- غشاهای مورد استفاده در NF و RO36
3-4- مقایسه غشاهای Nano Filter , Reverse Osmose41
3-5- غشاهای NF :43
فصل چهارم
4-1- غشاهای نانولوله ای45
4-2- نانو غربال ها:48
بخش پنجم
5-1- شرکتهای فعال در صنعت نانو تکنولوژی 55
جمع بندی 64
مراجع:66
شامل 70 صفحه فایل word
دانلود پایان نامه کاربرد نانوتکنولوژی در تصفیه آب