بهينه سازي مرحله انعقاد آب با املاح فريك جهت حذف مواد آلي طبيعي از آب

نويسنده: ازيتا محققيان
استاد راهنما: فروغ واعظي
استاد مشاور: محمود شريعت،‌ سيمين ناصري، اشرف السادات مصباح
تاريخ دفاع: 1378/05/09
مدرك: كارشناسي ارشد مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: روشها و فرآيندهاي معمول تصفيه آب همواره نمي توانند كيفيت آب را از نقطه نظر تقليل مواد آلي اعم از محلول و نامحلول تا حدود مجاز تضمين نمايند. اين مطلب لزوم ارزيابي جديدي را از مراحل كنترل در روند تصفيه متعارف و در شرايطي كه تغيير طراحي تصفيه خانه ها امكان پذير نباشد مطرح مي سازد.
تعداد نسبتاً كمي از تصفيه خانه هاي موجود در كشور پيشرفته اين تجزيه را كسب نموده اند كه اصلاح فرآيند انعقاد جهت حذف حداكثر آلاينده هاي آلي براي آنها از نظر اقتصادي نيز توجيه پذير است. همين تصفيه خانه ها با اعمال تغييرات نسبتاً اندك در PH مرحله انعقاد آب توفيق دستيابي به استانداردهاي مقرر شده از وضع قانون گندزدا فرآورده هاي جانبي گندزدايي را بدون نياز به تغيير نوع گندزدا بدست آوردند.
هدف اصلي از اين تحقيق مشخص نمودن شرايط بهينه جهت حذف مواد آلي بويژه نوع طبيعي طي مرحله انعقاد متعارف با املاح فريك مي باشد حذف مواد آلي طبيعي از نقطه نظر اينكه اغلب پيش ساز تركيبات خطرناك آلي هالوژنه هستند براي حفظ كيفيت شرب آب حائز كمال اهميت است. همزمان در اين تحقيق كارايي روش هاي متعارف جهت حذف دو نوع ماده آلي سنتنيك كه احتمال حضور آنها در منابع آب نسبتاً بالا مي باشد نيز بررسي گرديده است نمونه هاي آب خام مورد آزمايش از رودخانه كرج و ورودي به تصفيه خانه شماره 3 تهرانپارس اتخاذ شد.
اولين نمونه آب در خرداد ماه 1378 بعد از ته نشين سازي اوليه در آبگير بيلقان و دومين نمونه آب نيز در همين ماه از رودخانه جاجرود كه منبع آب ورودي به تصفيه خانه شماره 3 تهرانپارس است برداشت شده است.
اثرات تغييرات PH آب و ميزان منعقد كننده صرفاً با استفاده از كلرورفريك بررسي شده است نتايج بررسي نشان مي دهد كه در تصفيه آب رودخانه كرج با كلرورفريك صرفاً با تنزل دادن يك واحد PH درصد حذف مواد آلي COD 40 درصد ارتقاء مي يابد ولي اين كاهش كفايت براي كيفيت مطلوب آب نمي كند. با كاهش دادن بيشتر PH تا رساندن به 7=PH يعني تنزل 15 واحد PH درصد حذف مواد آلي تا 875 درصد افزايش و ميزان باقيمانده در آب نهايي به 72/0 ميلي گرم در ليتر خواهد رسيد اين تنزل PH مي تواند در تصفيه خانه آب تهران صرفاً با حذف يا كاهش مصرف آب آهك مصرفي صورت گيرد. در 7=PH كدورت آب صرفاً در حد NTU 14/0 نسبت به انعقاد در PH واقعي آب ارتقاء
مي يابد كه مشكلي براي كيفيت آب محسوب نمي شود در اين PH ميزان آهن باقيمانده در آب 4/0 ميلي گرم در ليتر اندازه گيري شده است. براي نيل به درصد حذف مزبور از مواد آلي هيچگونه نياز به افزايش مقدار منعقد كننده وجود نداشته است (كاهش PH با افزايش اسيد سولفوريك به انجام رسيد )
در مورد آب ورودي به تصفيه خانه تهرانپارس كه درصد حذف مواد آلي در PH واقعي آب 50 درصد بوده صرفاً با تنزل يك واحد PH درصد حذف به نزديك صد در صد (95 درصد) رسيده است. غلظت COD و آهن باقيمانده در آب در اين PH به ترتيب حدود 8/0 و 4/0 ميلي گرم در ليتر بوده است. تصفيه آب در 5/7 = PH حتي موجب بهبود كيفيت آب از نظر كدورت نيز مي باشد ( تنزل كدورت از حدود 4/0 تا 27/0 NTU )
به لحاظ كسب اطمينان بيشتر از اعلام تكافوي درصد حذف رخداد در شرايط بروز تغيير كيفيت آب از لحاظ ميزان مواد آلي، در مرحله دوم از اين تحقيق ميزان مواد آلي را با افزايش مقادير معين از دو نمونه خاك بطور جداگانه ( بستر رودخانه جاجرود- خاك جنگلي) تعمداً افزايش داديم. به اين ترتيب در مجموع 5 نمونه در مورد خاك بستر رودخانه و 4 نمونه براي خاك جنگلي با دامنه مواد آلي از 12 تا 36 ميلي گرم در ليتر تهيه و طي آزمايش هاي جار با مقادير جار با مقادير معين از منعقد كننده در PH هاي متفاوت مورد تصفيه قرار داديم كه نتايج به شرح زير است :
نمونه هاي آب حاوي خاك رودخانه (نمونه با مواد آلي mg/l 36) كه در PH واقعي كارايي حذف مواد آلي برابر با 2/42 درصد در اتعقاد با كلرور مزيك بوده است. با تنزل 5/0 واحد PH بهبود چشمگيري ملاحظه نشد و راندمان حذف فقط در حدود 9 درصد افزايش يافت.
مجدداً در مورد اين نمونه ملاحظه مي شود كه انعقاد در PHهاي بالاتر از حد طبيعي آب نتايج نامطلوب تري از لحاظ حذف مواد آلي ارائه نموده است. در مورد حذف كدورت نيز بطور مشابه ملاحظه مي شود كه تغييرات PH در محدوده مجاز (5/8-5/6 ) هيچگونه لطمه اي از لحاظ حذف كدورت بوجود نمي آورد براي نمونه هاي حاوي ميزان هاي كمتر مواد آلي ( نمونه هاي شماره 2، 3، 4، 5) و همچنين براي نمونه هاي آب حاوي خاك جنگلي در 5 مورد با كاهش PH كارايي حذف مواد آلي از 91 تا 99 درصد بوده است.
در مرحله آخر اين تحقيق اثر تغييرات PH بر راندمان حذف فنل و دترجنت ( نمك و سديم دودسيل بنزن سولفونيك اسيد ) از نمونه هاي سنتتيك آب بررسي گرديد نتايج حاصله نشان مي دهد در دامنه تغييرات PH (4 تا 9 ) درصد حذف فنل از 3/97 تا 6/97 متغير بوده (PH حداكثر حذف =6) اعداد مشابه براي دترجنت از 15 تا 4/53 درصد متغير بوده (PH حداكثر حذف =4) در مورد فنل تغيير PH تاثير چنداني در بهبود حذف نداشته ولي در مورد دترجنت كاهش PH باعث افزايش راندمان حذف گرديده است.
كلمات كليدي: