Şu anda, patojenik mikroorganizmalardan su dezenfeksiyonu sorunu giderek daha acil hale geliyor. İçme suyunun mikrobiyolojik güvenliğini sağlamak için alınan önlemlere rağmen, patojenik mikroplar düzenli olarak su temin sistemleri yoluyla bulaşmaktadır. Dünya Sağlık Örgütü’ne göre, dünyadaki tüm bulaşıcı hastalıkların %80’i, su kalitesinin düşük olması veya eksikliği nedeniyle sıhhi ve hijyen standartlarının ihlal edilmesinden kaynaklanmaktadır.
Günümüzde su dezenfeksiyonu çoğunlukla klor içeren maddeler yardımı ile yapılmaktadır. Kimyasal oksidanlar bakterileri oldukça etkili bir şekilde öldürür. Bununla birlikte, virüsler kimyasal arıtmaya birçok bakteriden daha dirençlidir. Ayrıca uzmanlar, suyun kimyasal arıtımı sürecinde oluşan ikincil oksidasyon ürünlerinin toksisitesi ve potansiyel kanserojenliği konusunda artan endişelerini dile getirdiler. Açıkçası, sorunu çözmek için, mevcut su arıtma teknolojilerine ek olarak, örneğin filtreleme gibi ek su sterilizasyon yöntemleri kullanılmalıdır.
Bununla birlikte, mevcut mikrobiyolojik filtrelerin yüksek maliyeti ve düşük üretkenliği nedeniyle nüfus için su tedarik sistemlerinde su filtrelemenin tam ölçekli uygulanması zordur.
Son zamanlarda, mikroorganizmanın sudan uzaklaştırılmasının etkinliğinin iyileştirilmesine ilişkin sorunun çözümü, değiştirilmiş bir yüke sahip adsorpsiyon filtrelerinin uygulanmasıyla ilişkilendirilmiştir. Mevcut su kirleticilerinin çoğu (bakteri ve virüsler dahil) elektronegatif olduğundan, pozitif elektrokinetik potansiyele sahip bir filtreleme malzemesi, çok çeşitli kirleticileri sudan uzaklaştırmak için oldukça etkili olabilir. Ek olarak, filtre gözenek boyutu performansını sınırlamaz. Gözenekli elektropozitif filtrelerin, boyutu ortalama filtre gözenek boyutundan birçok kat daha küçük olan virüsleri ve endotoksinleri adsorbe edebildiği bulunmuştur. Bu tür filtreler, korunmuş yüksek akış kapasitesine sahip belirli bir emme filtresi ile giderilebilen parçacık boyutları ve madde türleri aralığını genişletebilir. Elektro patlayıcı alümonitrür nanomaterial powder’ların hidrolizi ile sentezlenen nanoyapılı alüminyum oksihidroksit parçacıklarının özelliklerine dayanarak (damıtılmış sudaki parçacıkların zeta potansiyeli
yaklaşık 40 Mv’dir), bunların temelinde yapılan bir filtreleme malzemesinin, çok çeşitli kirleticilerin uzaklaştırılmasında oldukça etkili olabileceği varsayılabilir.su oluşturur.
Aqvelite LLC ile işbirliği içinde SB RAS Mukavemet Fiziği ve Malzeme Bilimi Enstitüsü, alüminyum oksihidroksit parçacıklarına dayalı sulu ortam tabakası filtreleme malzemesinde kompozit bir elektropozitif olan aquavallis’i geliştirdi (Şek. 1) ve virüsler ve bakteriler için benzersiz emme kapasitesine sahip olmak.
Şekil 1. Filtreleme malzemesi yapısının (a) ve tabakaların (b) görünümü: 1-nanofibröz alüminyum hidroksit parçacıkları, 2-polimer matriks lifleri
Aquavallis’in, malzemenin ortalama gözenek boyutundan çok daha küçük boyuttaki bakteri, virüs ve endotoksinleri %100 verimle adsorbe edebildiği bulunmuştur. Filtreleme malzemesi ve buna dayalı kartuşlar aşağıdaki özelliklere sahiptir:
1. Optimum filtrasyon hızı, 1 m2 malzemeden 0,17 cm/sn veya 100 l/dk’dır.
2. Emme kapasitesi 107 CFU / cm2’dir.
3. Kir tutma kapasitesi yaklaşık 1.000 mg / cm2’dir.
4. Malzeme kalınlığı yaklaşık 2 mm’dir.
5. Filtreleme malzemesi üzerindeki basınç düşüşü yaklaşık 0,5 atm’dir.
6. Filtre malzemesi 120 cm 80 cm ebatlarında levhalar halinde üretilmektedir.
7. filtreleme malzemesi temelinde 5 ve 10 inçlik kartuşlar üretilir. Mikrobiyolojik kirleticileri ve su oluşturan kolloidal partikülleri uzaklaştırmak için standart filtre tutucularda kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
İncir. 2. Damıtılmış su filtrasyonu için hacim filtrasyon hızı V’nin basınç düşüşü P’ye bağımlılığı
Filtreleme malzemesinin uygun hidroliği Şek. 2. Tüm özellikleri göz önüne alındığında, Aquavallis’in günümüzde dünyada benzerleri yoktur.