マスダール研究所の革新的な廃水処理システムの先駆者

マスダール研究所のシャディ・ハサン博士と彼のチームが主導する廃水処理と再利用のイノベーション。写真提供：マスダール研究所

マスダール研究所の化学環境工学助教授であるシャディ・ワジ・ハサン博士が開発したオールインワン廃水処理システムは、廃水浄化分野の進歩を目指してさらに強化されています。

ハサン博士の高度なシステムは、液中膜エレクトロバイオリアクター (SMEBR) として知られ、統合されたハイブリッド廃水処理ユニットであり、廃水の処理効率が大幅に向上し、塩分や生物の望ましくない蓄積であるファウリングの影響を大幅に軽減します。 - 不純物を濾過する膜の能力を低下させる膜上の材料。

SMEBR は電気的に強化された膜バイオリアクター (MBR) であり、新しい廃水処理技術です。 MBR は精密ろ過などの膜プロセスと生物処理プロセスを組み合わせて廃水を浄化して高品質の排水を生成しますが、SMEBR は電流を利用して廃水からさまざまな汚染物質を除去する 3 番目の界面動電プロセスを追加します。

SMEBR は、強化された生物学的および界面動電プロセスを組み込むことで、一次および二次関連の処理操作へのシステムの依存性が軽減されるため、MBR よりも少ないエネルギー消費で高品質の処理廃水を生成できます。

ハサン博士は、カナダのコンコルディア大学で博士課程を修業中、パイロット規模で初の中小企業企業システムの開発に貢献し、MI在学中も効率的なシステムの最適化に重点を置き、中小企業企業の強化と改善に取り組み続けました。 UAEでの運用。 ハサン博士と彼の同僚は、このテーマに関する 20 以上の論文を、Nature Scientific Reports、Bioresource Technology、Chemosphere、Electrochimica Acta、Environment Management、Environment Sciences などの国際ジャーナルや会議議事録に発表しています。 それらの論文の 1 つは、彼の博士課程の学生である Adewale Giwa との共著であり、2015 年以来、廃水処理用の膜バイオリアクターの分野で、BioMedLib 検索エンジンの上位 20 件の論文の中で第 1 位を維持しています。

ハサン博士の SMEBR 研究への関心は、MBR を用いた電気化学プロセスをテーマとした総説論文が最近発表されたことでも証明されています。この総説は、イタリアと世界の研究者チームによって 2016 年 8 月に環境科学誌フロンティアに掲載されました。フィリピン。

レビュー記事は、以前に発表された研究を要約し、特定の研究トピックに関する現在の理解状態を提供します。 総説記事が出版されるということは、特定の研究テーマに関心を示す科学者の数が増えていることを意味します。

「私のSMEBRの研究に重点を置いたレビュー記事の出版は、この分野が世界的にますます重要になってきており、世界中の何人かの研究者が同じ下水技術に取り組み始めているという事実を反映しています」とハサン博士は述べた。

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MI で開発された実験室規模の SMEBR システムをさらに発展させる取り組みの中で、ハサン博士は Giwa と協力して SMEBR の最初の数値コンピューター ベース モデルを開発しました。 このモデルは、廃水が SMEBR ユニットを通過する際の有機化合物や無機化合物などの汚染物質の除去プロセスをシミュレートし、排水である排水の品質に対する SMEBR プロセスの影響をモデル化します。

SMEBR モデルは、新しい技術によって生成された廃水は、従来の活性汚泥プロセスと MBR プロセスを含む他の 2 つの最も一般的な処理プロセスによって生成された廃水と比較して、アンモニア、窒素、リン、および金属の濃度が最も低いことを示しました。 その後、モデルが予測したものと同様の結果をもたらした実験作業を通じてモデルが検証されました。

「私たちのモデルを作成するには、SMEBR システムで使用される 3 つの処理プロセスのそれぞれを表すさまざまなモデルを開発し、原子炉の性能を予測するために連携して機能するようにそれらを統合する必要がありました。これはこれまでに行われたことがありませんでした。」ハサン博士が説明してくれました。

このモデルは、SMEBR システムがさまざまな廃水質にどのように反応するかをより深く理解することを可能にし、SMEBR テクノロジーの活用を計画している廃水処理プラントの設計と建設を最適化するのに特に役立ちます。

高品質の水を生産するための SMEBR テクノロジーの有効性と効率をさらに高めるために、ハサン博士は化学工学修士課程の学生メナタラ・アーメドと協力して、ナノテクノロジーを利用した後処理プロセスである第 2 処理サイクルでハイブリッド システムを強化しています。

このプロジェクトは、薄い二酸化マンガンと二酸化チタンのナノ粒子で作られたフィルターであるナノワイヤー濾過を組み合わせることで、SMEBR システムによって生成される廃水の品質を改善することを目的として、マサチューセッツ工科大学 (MIT) の研究者と協力して開始されました。後処理プロセスとして。

「このプロジェクトを通じて開発されたナノワイヤー材料は、廃水中の重金属や有機物の存在によって引き起こされる汚染を除去する強力な能力をすでに実証しています」とハサン博士は述べた。 「これを SMEBR システムと組み合わせた統合技術は、廃水処理に大きな可能性をもたらします。」

現在、マスダール研究所の修士課程および博士課程の学生は、後処理膜ベースのナノ濾過を最適化するために他のナノ材料もテストしています。 ハサン博士は現在、SMEBR ユニットとナノ濾過を統合して、統合システムのパイロット テストを開始するためのプロトタイプを開発することに取り組んでいます。

ハサン博士の専門知識を活用して、マスダール研究所は革新的な廃水処理システムを開発し、新しい水技術に関する科学的知識の進歩に貢献しています。

ハサン博士と彼のチームが行っている取り組みは、処理済み廃水再利用における世界的リーダーとしてのアラブ首長国連邦の地位を強化しながら、アラブ首長国連邦における強靱な水インフラの開発を支援しています。