تصفية الحيل مثل الحيتان

مرشح مبتكر وفعال، مزود بآلية التنظيف الذاتي، يحاكي عملية الترشيح التي تحدث في تجويف فم حيتان العنبر.

بقلم: يائيل هالفمان كوهين

لقد كانت الحيتان بالفعل مصدرًا لابتكار المحاكاة الحيوية. سبق أن أبلغنا عن توربينات الرياح الفعالة تقليد هيكل زعنفة الحوت الأحدب. هذه المرة سنقدم تقريرًا عن الابتكار في مجال تقنيات الترشيح.

والمغذيات المرشحة هي حيوانات تمرر تيارًا من الماء عبر جسمها وتستخرج منه الطعام الذي تحتاجه. أكبر مرشحات الغذاء هو الحوت الأزرق، الذي يتغذى عن طريق السباحة وفمه مفتوح ويلتقط الطعام الموجود في الماء، مثل العوالق والسرطانات والأسماك. تقوم الحيتان بتصفية الطعام ويُطلب منها فصل الماء عن الطعام، بحيث تعود المياه إلى البحر بينما يبقى الطعام فقط في أفواهها. ولهذا الغرض، يتم تجهيز هذه الحيتان بنظام أمشاط الترشيح، تسمى المرشحات، وتسمى الحيتان نفسها حيتان العنبر. المزيبات عبارة عن صفائح قرنية متعامدة مع الجسم في صفين، وتنمو خارج ثنايا الحنك بدلاً من الأسنان. يوجد في كل عمود حوالي 200 طرف منقسم. تبتلع الحيتان كمية كبيرة من الماء مع الطعام. وفي وقت لاحق يغلقون الحنك ويدفعون الماء باللسان نحو الفم. يمر الماء عبر "أمشاط التصفية" لكن الطعام يبقى في تجويف الفم. يسمح هذا الإجراء أيضًا بتنظيف الأبواق من المواد الصلبة التي تعلق بها أثناء إدخال الماء إلى تجويف الفم، حتى تتمكن من مواصلة عملية الترشيح دون انقطاع. في الفيديو المرفق في الرابط ويمكن رؤية مثال على عملية الترشيح هذه في مياه الصرف الصحي. يعمل الفلتر بطريقة مشابهة لعملية التصفية في منتجات Leviathan المزيفة. يتدفق الماء من خلال الفلتر ولكن المواد الصلبة (المكونات العضوية، والرمل، والحصى، والزيوت) تتعثر في الأمشاط. قبل أن تتمكن هذه العناصر من إغلاق عامل التصفية، يتم تنفيذ إجراءين:

1. وبمساعدة الرش المضغوط، تتم إزالة المواد الصلبة من الفلتر.
2. وبمساعدة الرش تحت ضغط إضافي، يتم نقل المواد الصلبة خارج منطقة الترشيح.

الفيديو المرفق في الرابط يوضح كيفية عمل الفلتر.

بالنسبة لنظام الفلتر الفعال، آلية التنظيف الذاتي، والتي تسمح بفصل ما يصل إلى 25 ميكرون دون استخدام المواد الكيميائية. وهذا نتيجة البحث وتقليد عملية الترشيح الطبيعية التي تحدث في تجويف الفم لحيتان المنك.

سيتم دمج نظام تنقية مياه الصرف الصحي في البنية التحتية لأكبر مشروع للغاز الطبيعي في أستراليا في جزيرة بارو، والذي سيتم من خلاله بناء أربع محطات لتحلية مياه البحر، سيتم دمج فيها المرشحات التي تمكن من عودة المياه بدون مواد كيميائية، وذلك باستخدام طاقة أقل مقارنة بالحلول الموجودة، وحفاظاً على النظام البيئي البحري في المنطقة.