Seiring kemajuan perindustrian dan pembandaran, pelbagai bahan pencemar timbul (EP) yang kompleks dan berterusan-seperti antibiotik, endokrin-bahan kimia yang mengganggu, mikroplastik dan per- dan bahan polyfluoroalkyl (PFAS)-semakin banyak ditemui dalam alam sekitar. Bahan cemar ini berterusan, bioakumulatif, dan toksik, menimbulkan risiko kepada ekosistem dan kesihatan manusia. Teknologi Pemisahan Membran (MST) telah muncul sebagai penyelesaian yang menjanjikan kerana kecekapannya yang tinggi, penggunaan tenaga yang rendah dan kemampanannya.
1. Had Rawatan Konvensional dan Peningkatan Pemisahan Membran
Proses rawatan fizikal, kimia dan biologi konvensional selalunya tidak berkesan terhadap kesan atau bahan pencemar yang sangat stabil. Sistem enap cemar yang diaktifkan gagal mengeluarkan sisa farmaseutikal, manakala pengoksidaan kimia mungkin menghasilkan produk sampingan yang berbahaya. Sebaliknya, pengasingan membran bergantung pada resapan fizikal terpilih, membolehkan pengasingan jitu bahan cemar tanpa perubahan kimia.
2. Aplikasi Pemisahan Membran dalam Kawalan Pencemaran yang Muncul
Membran Nanofiltration (NF) dan Reverse Osmosis (RO) berkesan membuang antibiotik, hormon dan sisa farmaseutikal daripada air sisa. Kajian menunjukkan bahawa membran RO mencapai lebih 95% kecekapan penyingkiran. Digabungkan dengan rawatan biologi, sistem MBR (Membrane Bioreactors) kini digunakan secara meluas dalam rawatan air sisa hospital dan farmaseutikal.
Membran Ultrafiltration (UF) dan Microfiltration (MF) berkesan menangkap mikroplastik yang lebih kecil daripada 1 μm, menghalang pelepasannya ke dalam persekitaran akuatik. Dengan pengubahsuaian permukaan dan sistem cuci belakang, kekotoran boleh dikurangkan dan jangka hayat membran dilanjutkan.
PFAS, yang dikenali sebagai "bahan kimia selama-lamanya," tahan terhadap degradasi. Membran RO dengan lapisan poliamida padat mencapai kadar penyingkiran PFAS melebihi 90%. Penapisan nano lanjutan untuk rawatan PFAS telah menjadi penyelidikan utama dan hala tuju aplikasi di seluruh dunia.
Selain penyingkiran bahan pencemar, membran juga membolehkan pemulihan sumber. Dalam air sisa logam berasid, penapisan-nano tahan asid dan sistem hibrid RO boleh memisahkan ion logam dan memulihkan asid, memberikan manfaat alam sekitar dan ekonomi.
3. Cabaran dan Inovasi
Walaupun pengasingan membran menawarkan kelebihan yang ketara, cabaran seperti kekotoran, permintaan tenaga dan ketahanan bahan berterusan. Perkembangan masa depan termasuk:
- Bahan membran novel menggunakan salutan graphene, MXene, dan fotokatalitik untuk selektiviti dan rintangan kekotoran yang lebih tinggi.
- Sistem bersepadu yang menggabungkan penjerapan, pengoksidaan dan biodegradasi untuk penyingkiran sinergistik.
- Pemantauan didorong AI-untuk penyelenggaraan ramalan dan pengurusan kesihatan membran.
- Reka bentuk cekap tenaga-, membangunkan membran-bertekanan rendah,-tinggi untuk mengoptimumkan sistem guna semula air sisa membran RO.
