بررسي كارآيي نشاسته در تصفيه آب و فاضلاب

نويسنده: نسرين گودرزي
استاد راهنما: سيمين ناصري
استاد مشاور: حسين ملك افضلي، اشرف السادات مصباح، امير حسين محوي
تاريخ دفاع: 1376/10/20
مدرك: Ph.D مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، گروه مهندسي بهداشت محيط
چكيده: فرايند انعقاد شيميايي به عنوان يك مرحله اساسي در تصفيه خانه آب به منظور حذف يا كاهش مواد مولد تيرگي محسوب مي شود. متداولترين موادي كه در فرايند انعقاد كاربرد دارند نمكهاي آلومينيوم و آهن مي باشند. به عنوان مواد منعقد كننده كمكي نيز مي توان از اسيدها و بازها، سليس فعال، پلي الكتروليت ها و خاك رس استفاده نمود.
پلي الكتروليت هاي مصنوعي از جمله فرآورده هايي هستند كه در تصفيه آب در واحد انعقاد به عنوان كمك منعقد كننده استفاده مي كردند. از آنجا كه برخي از اين پليمرها در دراز مدت مي توانند اثرات سويي بر سلامتي انسان داشته باشند در سالهاي اخير گرايش بيشتري به استفاده از پليمرهاي آلي طبيعي بجاي مواد سنتتيك، وجود داشته است. تركيب اصلي يكي از پليمرهاي آلي طبيعي، نشاسته است. مزيت اين گونه منعقد كننده ها آن است كه قابل تجزيه بيولوژيكي بوده و باقيمانده آنها در آب، در بدن مصرف كننده عوارضي را ايجاد نمي نمايد. بنابراين از نظر بهداشتي بر پليمرهاي مصنوعي ارجحيت دارند.
در اين تحقيق كه در سال 76-1374 صورت گرفت. استفاده از نشاسته به عنوان يك كمك منعقد كننده آلي طبيعي به جاي پليمرهاي مصنوعي در تصفيه آب و فاضلاب همراه با منعقد كنند هايي چون آلوم و كلريد فريك و تاثير آن بر فرايند انعقاد و ته نشيني بطور گسترده اي مورد مطالعه قرار گرفته است. در تكميل مطالعات مذكور تاثير عوامل مختلفي نظير غلظت نشاسته، نوع نشاسته ( نشاسته گندم و ذرت)، غلظت آلوم و غلظت كلريد فريك در كدورت هاي بالا، متوسط و پايين مورد بررسي قرار گرفته است. مهمترين نتايج حاصل از اين بررسي به طور خلاصه به شرح زير مي باشد :
1- نشاسته در حذف كدورت آب از كارايي بالايي برخوردار مي باشد و از ميان دو نوع نشاسته نيز، نشاسته ذرت كارايي بالاتري نسبت به نشاسته گندم داشته است. در كدورت NTU 130 با مصرف 5 ميلي گرم در ليتر كلريدفريك و 5 ميلي گرم در ليتر نشاسته ذرت، 96% حذف كدورت و در كدورت NTU 145 با مصرف 6 ميلي گرم در ليتر آلوم و 5 ميلي گرم در ليتر نشاسته ذرت، 5/97% كاهش كدورت حاصل شده است.
2- با استفاده از نشاسته مي توان تا حد قابل ملاحظه اي، مقدار مصرف ساير مواد منعقد كننده مانند سولفات آلومينيوم و كلريد فريك را كاهش داد. بطوريكه در كدورت بالا مصرف 5 ميلي گرم در ليتر نشاسته ذرت 60% كاهش مصرف آلوم و 50% كاهش مصرف كلريد فريك حاصل شده است.
3- PH بهينه، با مصرف مقادير بهينه آلوم و كلريد فريك با نشاسته ذرت و گندم در هر سه نوع كدورت جهت دسترسي به كدورت نهايي NTU 5، برابر 8/7-4/7 مي باشد.
4- زمان لخته بندي و ته نشيني بهينه نيز به ترتيب برابر 25 و 10 دقيقه و دماي بهينه 20-15 درجه سانتيگراد بوده است.
5- نشاسته به همراه آلوم در تصفيه فاضلاب صنعتي ( فاضلاب كاشي سازي ) كارايي بالايي دارد. بطوريكه در يك نمونه از فاضلاب با مصرف آلوم و نشاسته ذرت درصد حذف TSS و COD به ترتيب 8/99% و 85% بوده است.
6- بررسي اقتصادي اين پژوهش مشخص نمود كه در كدورت بالا با استفاده از آلوم به عنوان منعقد كننده و نشاسته ذرت به عنوان كمك منعقد كننده در مقايسه با پلي الكتروليت مبلغ 3950 ريال و با استفاده از كلريد فريك مبلغ 5750 ريال به ازاي تصفيه هر 1000 متر مكعب آب كاهش هزينه خواهيم داشت.
بنابراين هم از ديدگاه صرفه جويي اقتصادي و هم از ديدگاه سلامتي انسان بكارگيري پليمرهاي طبيعي نظير نشاسته مزاياي قابل ملاحظه اي را دارا مي باشد.
نظر به اينكه در حال حاضر پلي الكتروليت هاي مورد نياز تصفيه خانه هاي كشور به مقدار قابل توجهي از خارج وارد مي شود و در حالي كه در مملكت ما نشاسته به مقدار كافي توليد مي گردد. اميد مي رود كه بر اساس نتايج اين پژوهش، كاربرد نشاسته به عنوان ماده طبيعي جايگزين پلي الكتروليت ها در مقياس صنعتي نيز مورد توجه و مطالعه قرار گيرد.
كلمات كليدي: