حذف آرسنيك و آلومينيم در آب آشاميدني با استفاده از فرآيند DAF

نويسنده: فردوس كردمصطفي پور
استاد راهنما: حسين پورمقدس، محمدرضا شاهمنصوري، عبدالرحيم پرورش
استاد مشاور: اكبر حسن زاده
تاريخ دفاع: 1384/10/01
مدرك: دكترا بهداشت محيط
دانشگاه: دانشكده علوم پزشكي اصفهان، بهداشت، گروه بهداشت محيط
چكيده: مقدمه: آرسنيك از طريق طبيعي يا فعاليت هاي انسان مي تواند به منابع آب هاي آشاميدني وارد شوند. حداكثر غلظت آرسنيك در آب آشاميدني به علت خطر ايجاد سرطان در انسان از 05/0به 01/0 ميلي گرم در ليتر كاهش يافته است. غلظت بيش از حد مجاز آلومينيوم مي تواند اثرات سوء بر انسان داشته باشد لذا حداكثر غلظت آن در آب آشاميدني، 2/0 ميلي گرم در ليتر توصيه شده است. در فرايندهاي تصفيه آب روش هاي مختلفي براي كاهش غلظت اين دو عنصر مورد استفاده قرار گرفته كه هر يك داراي مزايا و محدوديت هايي مي باشند. فرآيند شناورسازي با هواي محلول طي سال هاي اخير در تصفيه آب مورد استفاده قرار گرفته است. تاكنون گزارش هاي محدودي از عملكرد اين فرآيند جهت كاهش غلظت عناصر فوق در تصفيه آب در دسترس مي باشد. هدف از انجام اين مطالعه بررسي توانائي ها و محدوديت هاي سيستم مزبور در كاهش غلظت آرسنيك و آلومينيم در فرآيندهاي تصفيه آب مي باشد.
مواد و روش ها: اثر غلظت هاي مواد منعقدكننده كلرايد فريك، سولفات آلومينيم و پلي آلومينيم كلرايد در كدورت ها و PH هاي متفاوت از طريق روش جار به منظور تعيين شرايط حذف كدورت بررسي شد. اثر كمك منعقدكننده هاي كاتيوني 650BC و آنيوني Magnafloc در شرايط بهينه حذف كدورت نيز تعيين گرديد. شرايط بهينه حاصل براي حذف آرسنيك و آلومينيم با روش شناورسازي با هواي محلول مورد استفاده قرار گرفت. فاكتورهاي موثر از جمله زمان هاي لخته سازي و شناورسازي، همچنين فشارهاي اشباع سازي بر حذف آرسنيك و آلومينيم مورد مطالعه قرار گرفت. اثر كمك منعقد كننده هاي فوق نيز در روش شناور سازي با هواي محلول مورد ارزيابي قرار گرفت. آرسنيك و آلومينيم به روش اسپكتروفتومتري به ترتيب با دي اتيل دي تيو كاربامات نقره و اريوكروم سيانين R تعيين مقدار گرديدند. روش هاي آماري كوواريانس، رگرسيون، كمترين تفاوت معني دار و توكي براي تجزيه و تحليل اطلاعات حاصل مورد استفاده قرار گرفت. مطالعات مربوط به ايزوترم جذب آرسنيك و آلومينيوم انجام شد.
نتايج: نتايج حاصل نشان داد كه منعقد كننده سولفات آلومينيم، كلرايدفريك و سپس پلي آلومينيم كلرايد به ترتيب بهترين راندمان حذف كدورت را در آزمايش جار در محدوده PH هاي 5/5 تا 5/7 داشته اند. در روش شناور سازي با هواي محلول پلي آلومينيم كلرايد راندمان بالاتري براي حذف آرسنيك و آلومينيم در مقايسه با دو منعقدكننده ديگر از خود نشان داد. راندمان حذف آرسنيك و آلومينيم با روش شناورسازي با هواي محلول و منعقدكننده پلي آلومينيم كلرايد به ترتيب برابر با 99 و 88 درصد بوده است. آزمون هاي آماري نشان داد كه فشارهاي اشباع سازي، زمان هاي شناورسازي و لخته سازي مورد مطالعه تاثيري بر حذف آرسنيك نداشته اند. فشار اشباع سازي تاثير قابل ملاحظه اي بر حذف آلومينيم داشته و بهترين فشار اشباع سازي 5/3 اتمسفر بدست آمد.
بحث: درصد حذف آرسنيك و آلومينيم به ترتيب در روش هاي انعقاد و فيلتراسيون مستقيم و همچنين در روش انعقاد، ته نشيني و فيلتراسيون به ترتيب حداكثر برابر با 90 و 60 درصد گزارش شده است در حالي كه نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي دهد كه روش شناورسازي با استفاده از منعقد كننده پلي آلومينيوم كرايد، آرسنيك و آلومينيم را به ترتيب مي تواند 99 و 88 درصد حذف مي نمايد. لذا روش شناور سازي با هواي محلول به همراه منعقد كننده پلي آلومينيم كلرايد مي تواند انتخاب مناسبي براي حذف آرسنيك و آلومينيم در فرآيند تصفيه آب باشد. نتايج نشان مي دهد كه حذف آرسنيك با روش شناورسازي با هواي محلول از ايزوترم جذب لانگموير پيروي مي نمايد در صورتي كه آلومينيوم از هيچ ايزوترمي پيروي نمي نمايد.
كلمات كليدي: آب آشاميدني، آرسنيك، آلومينيم، شناور سازي با هواي محلول