در چاه‌های فاضلاب در اثر واکنش‌هایی که در فضولات و فاضلاب موجود در چاه رخ می‌دهد گازهای مختلفی تولید می‌شود. این گازها علاوه بر اثرات زیانبار بر سلامتی انسان و سایر موجودات زنده می‌توانند موجب متساعدشدن بوی تعفن در اطراف چاه شوند.
گاز هیدروژن سولفید با فرمول مولکولی H2S که با نام‌های اسید سولفیدریک یا گاز فاضلاب، گاز مرداب و گاز ترش شناخته می‌شود ازجمله گازهای بی‌رنگ و در عین‌حال سمی و قابل اشتعال فاضلاب‌هاست که بویی شبیه بوی تخم‌مرغ گندیده از خود متساعد می‌کند. گازهای سمی فاضلاب علاوه بر ایجاد بوی نامطبوع، ممکن است اثرات سوئی بر سلامت افراد به‌ویژه کسانی که در نزدیکی تصفیه‌خانه‌های فاضلاب سکونت یا تردد دارند، باقی بگذارند. از سوی دیگر می‌توانند موجب خوردگی و آسیب به تأسیسات تصفیه‌خانه‌ها شوند. به همین جهت استفاده از ترکیبات و روش‌های بی‌خطر برای خنثی‌سازی این گازهای سمی در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. محققان شرکت کیمیاگران صنعت امیرکبیر با به‌کارگیری ذرات نانو موفق به تولید محصول دانش‌بنیانی شده‌اند که علاوه بر خنثی‌سازی این گازها، می‌تواند آنها را به ترکیبات قابل مصرف دیگری ازجمله کود شیمیایی برای محصولات کشاورزی تبدیل و ارزش افزوده ایجاد کنند.
دانش‌فنی بومی، جایگزین نمونه‌های خارجی
گلابچی، مدیرعامل شرکت فعال در عرصه توسعه محصولات فناورانه حوزه آب‌وفاضلاب درخصوص روش‌های معمول برای حذف گازهای سمی از فاضلاب‌ها به جام‌جم می‌گوید: «تا پیش از این بیشتر فناوری‌های مورداستفاده برای خنثی‌سازی گاز هیدروژن سولفید مانند فیلترهای زیستی (بیوفیلترها) از کشورهای خارجی تأمین می‌شد. در سال‌های اخیر باتوجه به مشکلات تبادلات ارزی با کشورهای خارجی، بحث خرید این محصولات و همچنین به دلیل تحریم‌ها، دریافت خدمات پس از فروش این محصولات از کشورهای خارجی با مشکلات متعددی روبه‌رو شده بود. از طرفی این فناوری‌های رایج کارایی طولانی‌مدت نداشتند و باید به‌صورت دوره‌ای فیلترهای مورداستفاده تعویض می‌شدند که علاوه بر هزینه بالایی که به همراه داشتند، تأمین فیلتر از تولیدکننده آنها نیز کار ساده‌ای نبود.»
حسینی با اشاره به این موضوع که تا پیش از تولید این محصول دانش‌بنیان، کشور برای بحث گازهای سمی فاضلاب به فناوری‌های خارجی وابسته بود، تصریح می‌کند: «ما با تولید دانش‌فنی در داخل کشور، وابستگی صنایع و مجموعه‌های مختلف را به واردات فناوری مرتبط با خنثی‌سازی گازهای آلاینده را رفع کرده‌ایم.»
گلابچی درخصوص آشنایی مجموعه خود با توانمندی شرکت کیمیاگران صنعت امیرکبیر در زمینه خنثی‌سازی گازهای سمی فاضلاب به جام‌جم می‌گوید: «حدود چهار سال پیش در چالشی که اداره آب‌وفاضلاب استان اصفهان برای حل مشکل گاز هیدروژن سولفید از منهل‌های شهری مطرح کرده‌ بودند، شرکت کیمیاگران صنعت امیرکبیر توانست با ارائه محصول دانش‌بنیان خود در این مسابقات در میان سه تیم برگزیده قرار بگیرد. ما نیز در همان مسابقات بود که این شرکت را شناسایی کردیم و برای توسعه محصول، آموزش‌های مورد نیاز برای گسترش بازار، دریافت مجوزهای مورد نیاز برای فروش این محصول دانش‌بنیان با این مجموعه همکاری داشته‌ایم.»
وی درخصوص استفاده از این محصول در فاز دوم تصفیه‌خانه ساری توضیح می‌دهد: «در قراردادی که با بخش خصوصی برای ساخت فاز دوم این تصفیه‌خانه منعقد شده بود، رفع مشکل بوی نامطبوع تصفیه‌خانه نیز قید شده بود. اصولا در تصفیه‌خانه‌هایی که در نزدیکی محل مسکونی شهرها قرار دارند یا جریان بادها موجب انتقال گازهای آنها به محدوده مسکونی شهر می‌شوند، نارضایتی زیادی بابت بوی نامطبوع فاضلاب معمولا وجود دارد. شرکت پیمانکار تصفیه‌خانه ساری نیز در برآوردهای اولیه خود برای رفع این معضل، قیمت‌ها را براساس محصولات خارجی که در کشور استفاده می‌شوند، برآورد کرده بود که در ادامه با افزایش مشکلات ناشی از تحریم‌ها و افزایش قیمت ارز چالش بزرگی برای شرکت به‌شمار می‌رفت. نقش ما به عنوان بازوی توسعه‌دهنده بازار شرکت‌های دانش‌بنیان در چنین مقاطعی است. پس از معرفی این محصول دانش‌بنیان به شرکت پیمانکار تصفیه‌خانه ساری، این محصول جایگزین نمونه خارجی شد. از آنجا که شرکت مشاور این طرح نیز یکی از شرکت‌های مشاور مطرح در حوزه آب‌وفاضلاب کشور بود، تأییدیه‌های فنی و مهندسی مورد نیاز برای استفاده از این فناوری در تصفیه‌خانه را طی این پروژه اخذ کردیم.»
از گاز سمی تا کود گیاهی
محسن حسینی، مدیرعامل این مجموعه درخصوص فعالیت‌های کیمیاگران صنعت امیرکبیر در زمینه خنثی‌سازی گازهای سمی و فیلتراسیون آنها می‌گوید: «ما همواره این قاعده را در تولید محصولات خود داریم که ضمن فیلترکردن گازهای سمی و آلاینده‌های صنعتی با تولید مواد مفید از آنها، ارزش افزوده نیز ایجاد کنیم. پیش از این فعالیت‌هایی برای فیلتراسیون گازهای سمی تولیدی در کارخانه‌های صنعتی را طراحی و اجرا کرده‌ایم.»
وی درخصوص نحوه ورود فناوران این مجموعه به بحث خنثی‌سازی گازهای سمی فاضلابی می‌افزاید: «ورودمان به بحث خنثی‌سازی گازهای سمی متصاعد از فاضلاب‌ها به سال90 بازمی‌گردد که برای رفع مشکل بوی نامطبوع منهول‌های شهر کاشان چالشی مطرح شده بود. ما برای رفع این معضل، ضمن تحقیق و بررسی‌ و مشورت‌هایی که با متخصصان دانشگاهی درخصوص دانش موردنیاز برای خنثی‌‌سازی این آلاینده‌ها داشتیم، به‌نوعی نانوکامپوزیت دست پیدا کردیم. این نانوکامپوزیت‌ها قادر هستند گاز سمی هیدروژن سولفید را که منشأ بوی نامطبوع فاضلاب هستند، جذب کنند و در واکنش‌های شیمیایی آن را به ترکیبی بی‌خطر که می‌تواند در تولید کودهای شیمیایی مورد بهره‌برداری صنعتی قرار بگیرد، تبدیل کنند. استفاده از ذرات در مقیاس نانو موجب افزایش سطح جذب و افزایش چشمگیر کارایی فرآیند جذب و خنثی‌سازی می‌شود.»
به گفته حسینی مزیت دیگر استفاده از نانوکامپوزیت در این محصول دانش‌بنیان، عملکرد هوشمند و کاملا اختصاصی است. نانوکامپوزیت‌های مورد استفاده در این مجموعه از میان ترکیب گازهای مختلف که در جریان هوای فاضلاب‌ها وجود دارند، فقط گاز موردنظر را که در این مورد هیدروژن سولفید است، جذب کرده و آن را به ترکیبی بی‌خطر و بی‌بو تبدیل کند. به این ترتیب مشکل بوی نامطبوع فاضلاب را که علت اصلی آن همین گاز هیدروژن سولفید است، برطرف می‌شود بدون این که ظرفیت گرانول‌ها بر اثر جذب گازهای بی‌خطر موجود بی‌دلیل اشباع شود.
مرتضی گلابچی درخصوص نحوه استفاده از این گرانول‌های نانوکامپوزیت در تصفیه‌خانه‌ها توضیح می‌دهد: «در فرآیند خنثی‌سازی گازهای سمی، گازهای تولیدشده باید در فضای سربسته‌ای محبوس شوند تا پیش از انتشار آنها در هوای تنفسی به مسیر خنثی‌سازی گازهای سمی انتقال پیدا کنند. این گازها از طریق لوله‌هایی به درون برج‌های رآکتور پاکسازی هوا منتقل می‌شوند. عمل تصفیه‌هوا با عبور جریان هوا از لابه‌لای خشاب‌های حاوی گرانول‌های خنثی‌کننده که داخل این رآکتورها قرار داده‌ شده‌اند، صورت می‌گیرد و در نهایت هوایی که از این رآکتور به فضای باز منتقل می‌شود، فاقد گاز سمی موردنظر خواهد بود.» گلابچی با اشاره به کارایی 95درصدی این فرآیند تصریح می‌کند: «در عمل درصد بسیار ناچیزی از گاز هیدروژن سولفید ممکن است با جریان هوا از این رآکتور خارج شود که به دلیل غلظت بسیار پایین مشکلی برای سلامت افراد و ایجاد بوی نامطبوع به‌همراه نخواهد داشت.»



گلابچی درخصوص برنامه‌های آتی شرکت کیمیاگران صنعت امیرکبیر برای استفاده از این محصول در رفع معضل بوی نامطبوع فاضلاب در سایر نقاط کشور نیز بیان کرد: «مذاکراتی را برای رفع مشکل بوی فاضلاب مسکن مهر گرمسار و مشکل بوی فاضلاب شرق‌تهران داشته‌ایم. علاوه بر این مطالعات مدونی درخصوص منشأ بوی نامطبوع جنوب تهران انجام داده‌ایم و طرح پیشنهادی برای رفع این معضل و مشکلات فاضلاب در شهرهای مختلف کشور به کمیسیون محیط‌زیست مجلس ارائه کرده‌ایم.»
حسینی درخصوص امکان حذف بوی نامطبوعی که در برخی از ماه‌های سال در مناطق وسیعی از شهر تهران قابل استشمام است با کمک این فناوری نانویی توضیح می‌دهد: «ما بررسی‌های مختلفی روی منشأ این بو داشته‌ایم و براساس بررسی‌هایی که داشته‌ایم حداقل 40تا50درصد این معضل می‌تواند با استفاده از نانوکامپوزیت‌های اختصاصی برای گازهایی که شناسایی کرده‌ایم، برطرف شود. این توانمندی در شرکت فراهم است که براساس درخواستی که برای حذف گاز مشخصی دریافت می‌کنیم، نانوکامپوزیت اختصاصی آن گاز را با تحقیق و توسعه طراحی کنیم.»
وی در ادامه توضیح می‌دهد: «علاوه بر استفاده از این فناوری در بحث گازهای سمی فاضلابی، امکان همکاری مجموعه ما با سازمان محیط‌زیست و ارائه مشاوره برای مدیریت حذف گازهای آلاینده صنعتی در صنایع گوناگون وجود دارد. متخصصان شیمی مجموعه ما دانش‌فنی مورد نیاز برای تحلیل گازهای تولیدی در هر مجموعه و شناسایی ترکیبات خطرناک یا ترکیبات قابل ترکیب با گازهای دیگر را دارند و می‌توانند براساس این داده‌ها برای حذف هر یک از گازها ترکیب اختصاصی موردنیاز را تولید کنند. پس از طراحی و تولید نانوکامپوزیت موردنیاز برای مصارف متفاوت، متخصصان مکانیک مجموعه، سامانه مورد نیاز برای استفاده از این نانوکامپوزیت‌ها را متناسب با شرایط و امکانات هر مجموعه طراحی و تولید می‌کنند تا این مواد بتوانند با بیشترین کارایی فرآیند خنثی‌سازی گازهای آلاینده را پیش ببرند.»


روش‌های مختلف فیلتراسیون هوا و خنثی‌سازی گازهای سمی هر یک ظرفیت محدود و مشخصی برای خنثی‌سازی گازهای سمی دارند که براساس این ظرفیت، کارایی هر یک از این روش‌ها برای مصارف گوناگون تعیین می‌شود.  حسینی با اشاره به قابلیت احیاپذیری نانوکامپوزیت‌های مورد استفاده در این محصول دانش‌بنیان در پاسخ به جام‌جم می‌گوید: «یکی از مهم‌ترین مزیت‌های ما در مقایسه با نمونه‌های مختلف خارجی که در آنها از مواد و ترکیبات شیمیایی گران‌قیمت برای خنثی‌سازی گازهای سمی استفاده می‌شود، قیمت مناسب‌تر در کنار قابلیت احیای مجدد گرانول‌ها پس از اشباع کامل آنهاست. استفاده از این دانش فنی ویژه بومی کشور که مشابه آن در نمونه‌های خارجی هم استفاده نمی‌شود، موجب کاهش قیمت حدود 30درصدی محصول ما نسبت به نمونه‌های مشابه خارجی شده است. از طرف دیگر استفاده از نمونه‌های خارجی هزینه تعمیر و نگهداری و تعویض سالانه را نیز به دنبال دارد که در مورد محصول ما این هزینه‌ها حذف شده و هر یک سال پس از اشباع ظرفیت گرانول‌ها، عمل احیا با هزینه ناچیزی روی آنها صورت می‌گیرد و مجددا قابل‌استفاده خواهند بود. این عمل احیا حداقل تا پنج سال قابل انجام است و در این مدت نیازی به خرید گرانول جدید‌نیست.»
گلابچی نیز درخصوص مزیت احیای گرانول‌های نانوکامپوزیتی توضیح می‌دهد: «استفاده از این روش در مقایسه با فناوری‌های خارجی تصفیه گازهای سمی که در کشور در حال استفاده هستند، علاوه بر کاهش چشمگیر هزینه، رفع وابستگی به خرید سالانه فیلترها، مشکلات زیست‌محیطی حاصل از دفن جاذب گازهای سمی در زیر خاک را حداقل از سالی یکبار به هر پنج‌سال نیز کاهش می‌دهد. از طرفی در این فناوری دانش‌بنیان تلاش شده با تبدیل گازهای جذب‌شده به نانوذرات به ترکیبات غیرسمی قابل‌استفاده در صنعت، ارزش افزوده‌ای را هم‌زمان با حذف گازهای خطرناک به وجود بیاورد.»
وی در ادامه می‌افزاید: «علاوه بر این در بخش تحقیق و توسعه کیمیاگران صنعت امیرکبیر، مطالعاتی برای کاربردی‌کردن گرانول‌هایی که پس از چندبار احیا عمر مفید خود را از دست داده‌اند در حال انجام است تا با تبدیلشان به مواد قابل‌‌استفاده در صنعت از ورود ضایعات به محیط‌زیست تا حد امکان جلوگیری شود. استفاده از این گرانول‌ها در صنعت سیمان‌سازی یکی از مواردی است که در حال تحقیق و بررسی در این مجموعه است.»