Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

Nataliia TIRON-VOROBIOVA¹, Emrah ŞIK², Anatoliy DANYLYAN¹, Olha ROMANOVSKA¹, Valentyn CHYMSHYR¹, Ihor MASLOV¹, Vitalii ZALOZH¹, та Andrii NAYDYONOV<sup>1

1</sup>Дунайський інститут Національного університету «Одеська морська академія», вул. Фанагорійська, 9, UA-68607 Ізмаїл, Одеська обл., Україна
²Стамбульський технічний університет, Факультет морського флоту, Кампус Тузла, TR-34940 Тузла/Стамбул, Туреччина

Driving Potential of Nanotechnological 'Softening' Approaches for the Maritime Industry: Application, Preference, and Prospects

363–377 (2025)

PACS numbers: 81.16.Hc, 81.20.Ym, 87.50.-a, 87.85.Rs, 89.60.Ec, 92.20.jb, 92.40.kc

У статті розглядаються ключові аспекти певних нанотехнологій: їхній стрімкий розвиток, призначення та використання. Пояснюється певні типи ґенерації нанотехнологій. Акцент робиться на використанні для очищення питної води, зокрема, стічних вод і баластних вод. Останнє обговорювалося на рівні видавця й організатора міжнародної водної галузі Global Water Intelligence. Представлено різноманітні способи застосування нанотехнологій для зменшення забруднення водного середовища та зазначено недоліки. Стаття має описовий і прикладний характер, щоб допомогти читачеві зрозуміти суть зростання буму нанотехнологій у кількох певних різних технологіях, шляхах і методах поширення. Наведено порівняння нанофільтраційних мембран із системами зворотньої осмози (SWRO) щодо процесів на нанорівні з використанням напівпроникних мембран, які пропускають лише молекули певного розміру; розмір пор у таких мембранах вимірюється в нанометрах. Отже, зворотня осмоза є прикладом наномасштабної технології, яка широко використовується для очищення води. Стаття містить як дослідницьку частину ілюстративний приклад застосування нанотехнологічного принципу саморозрядного фільтра в інноваційному процесі дезінфікування/очищення баластних вод відповідно до стандарту якости D-2 Конвенції ІМО, заснованому на експериментальному рівні розробниками Дунайського інституту Національного університету «Одеська морська академія» (ДІ НУ «ОМА»; Ізмаїл, Україна). Показано, як за допомогою ефективного процесу його застосування підвищується рівень остаточного знищення інвазійних сторонніх організмів у баластних водах. В обговоренні статті зазначено, що цей фільтер значно понизить витрати праці машинного екіпажу морського судна на виробництво високоякісного дистиляту та дасть змогу поліпшити очищення та промивання робочих елементів фільтра модернізованого суднового СООП. Зокрема, найближчим часом саме керамічні мембрани будуть комерціялізовані та промислово впроваджені в сферах очищення та опріснення води, на відміну від використання СООП і нанофільтраційних мембран. Заявка № 1059B162300675, подана заявником — к.т.н., доцентом кафедри менеджменту в транспортній галузі ДІ НУ «ОМА» Міністерства освіти і науки України Тірон-Воробйовою Наталією (2216B за Програмою стипендій для аспірантів та постдокторантів TÜBITAK-TWAS 2024–2027 років), стосується використання керамічних мембран: системи очищення баластних вод (СОБВ) з використанням методу фільтрації через керамічні мембрани, розробки електроокиснення (EOx) та екологічної оцінки. Заявка містить ключове рішення (цитата): «Останнім часом дослідження в основному зосереджені на вдосконаленні адекватних, дешевих та безпечних для водного середовища систем управління баластними водами (СОБВ). Однак більшість цих процесів очищення самі по собі не відповідають усім необхідним показникам якості скидів; вони потребують модифікації.». Таким чином, є значна потреба в інноваційних екологічних технологіях і чистому, економічно ефективному, сталому обслуговуванні безпечних джерел морської води. Останнім часом інтеґрація електрохемічних (EOx) процесів з удосконаленими процесами мембранної фільтрації розглядається як засіб подолання цього бар'єру. Основну ідею спрямовано на створення сучасних СОБВ, що відповідають вимогам стандарту якости D-2 Конвенції ІМО. СОБВ, розроблена на основі експериментальних досліджень у рамках двостороннього проєкту Україна–Туреччина («2514 TÜBİTAK ve MESU İkili İşbirliği Programı», 2021), є інноваційною, багатофункціональною, заснованою на високих нанотехнологічних принципах. На тлі рушійної переваги застосування нанофільтрації, зворотньої осмози, особливу увагу буде приділено прийняттю «нанотехнології: довкілля» (оскільки останнє залишається під загрозою) завдяки все більш широкому використанню нанотехнологічних підходів.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: нанофільтрація, нанофільтраційні матеріяли, зворотня осмоза, морське середовище, «пом'якшувальні» мембрани, саморозрядний нанофільтер