بهبود كيفيت آب آشاميدني با استفاده از پودر كربن فعال

نويسنده: نقش علي عمارلويي
استاد راهنما: فروغ واعظي
استاد مشاور: سيمين ناصري، امير حسين محوي
تاريخ دفاع: 1377/04/27
مدرك: كارشناسي ارشد مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: در حال حاضر در اكثر كشورها از جمله كشور ما تصفيه خانه هاي آب بر مبناي حذف آلودگيهاي فيزيكي و ميكروبي طراحي شده اند و جهت حذف آلاينده هاي محلول و ديگر ريزآلاينده ها از جمله تركيبات آلي هيچگونه تدبيري در نظر گرفته نشده است. در عين حال تغيير سيستم هاي موجود نيز مستلزم صرف هزينه هاي هنگفتي مي باشد. بنابراين بايد در جستجوي راه حلهاي مناسب و عملي حذف اين آلاينده ها برآمد، تا بتوان در شرايط بحراني و آلودگي منابع آب با استفاده از امكانات وتاسيسات موجود، آب آشاميدني را با كيفيت مناسب در اختيار مصرف كنندگان قرار داد.
از جمله فرآيندهاي موثر در حذف آلاينده هاي فوق الذكر مي توان از فرآيند جذب سطحي با استفاده از كربن فعال نام برد. استفاده از هر دو شكل كربن فعال ( دانه اي و پودر ) به علت دارا بودن سطح فعال بسيار زياد براي حذف آلاينده هاي آلي رو به افزايش است. اما با توجه به مطالب فوق بنظر مي رسد كه استفاده از PAC در روند تصفيه متداول در شرايط بحراني عملي تر مي باشد. زيرا مي توان از PAC در زمان مورد نياز و در نقاط متعدد تر تصفيه خانه استفاده نمود.
در اين پژوهش جذب فنل و يك نمونه دترجنت بعنوان دو ماده آلي محتمل الوقوع در منابع آب بوسيله دو نوع كربن فعال ( ساخت كارخانه كربن فعال ايران و كارخانه Merch) در سيستم ناپيوسته بررسي و اثر پارامترهاي زمان تماس، غلظت اوليه ماده جذب شونده، ميزان مصرف PAC و PH در جذب مواد مزبور از نمونه هاي سنتيك تعيين گرديد. براي ايجاد شرايط تماس از دستگاه جاتست استاندارد استفاد شد. سرعت اختلاط بر اساس حداقل ميزان لازم جهت جلوگيري از ته نشين شدن ذرات جاذب، برايPAC خارجي rpm 60 و براي PAC ايراني rpm 80 در نظر گرفته شد.
غلظت فنل و دترجنت در نمونه ها قبل و بعد از مرحله جذب پس از جداسازي ذرات PAC اندازه گيري شد سنجش فنل براساس اسپكتروفتومتري و با دو روش استخراج با كلرورفرم براي غلظتهاي µg/l100-0 و روش فتومتري مستقيم براي غلظتهاي بيشتر µg/l 100 انجام شده است. براي سنجش غلظت دترجنت از روش استاندارد متيلن بلو استفاده شد.
نتايج اين پ‍‍ژوهش نشان مي دهد كه جذب فنل و دترجنت در 20-15 دقيقه اول بسيار سريع است. به طوريكه 5/72 و 65 درصد از كل مقدار جذب فنل با زمان تماس 2 ساعت به ترتيب براي PAC خارجي ايراني در 15 دقيقه اول زمان تماس حاصل مي شود. همچنين به ترتيب 70 و 59 درصد از كل مقدار جذب دترجنت براي PAC خارجي و ايراني نيز در 15 دقيقه اول زمان تماس رخ مي دهد.
بررسي اثرات تغييرات ميزان مصرف PAC بر جذب نشان مي دهد كه افزودن PAC خارجي بيش از mg/l 30-25 و PAC ايراني بيش از mg/l 50 اثر محسوسي بر كارائي حذف فنل ندارد. همچنين با افزايش ميزان PAC خارجي از mg/l 25 به mg/l 50 كارائي حذف فنل با غلظتهاي اوليه متفاوت 1/14-1/10 درصد افزايش داشته است. همچنين كارائي حذف دترجنت با غلظتهاي اوليه متفاوت با افزايش ميزان مصرف PAC خارجي از 50 به 100 ميلي گرم در ليتر فقط حدود 7 درصد افزايش يافته است. در حاليكه در مقادير مصرف كم PAC، ظاهراً افزايش معني داري و كارائي جذب مشاهده مي شود. به طور كلي مي توان نتيجه گرفت كه با افزايش ميزان PAC دريك زمان تماس ثابت، روند افزايش كارائي جذب كاهش مي يابد.
بررسي اثر غلظت اوليه ماده جذب شونده بر جذب نشان مي دهد كه ميزان جذب ماده جذب شونده در واحد وزن جاذب در يك زمان تماس ثابت با افزايش غلظت اوليه ماده جذب شونده افزايش مي يابد. قابل ذكر است كه كليه آزمايشهاي انجام شده نشان دهنده برتري بارز كارائي PAC خارجي نسب به PAC ايراني است و اين تفاوت با توجه به خصوصيات PAC خارجي قابل پيش بيني بوده است.
بررسي نتايج حاصل از آزمايشهاي تعيين اثر PH بر جذب نشان مي دهد كه با افزايش PH ميزان جذب كاهش يافته است. جذب فنل در PH هاي بالاي 9 شديداً كاهش مي يابد. اما به طور كلي آزمايشها نشان مي دهد كه تغييرات PH در محدوده آبهاي طبيعي اثر محسوسي بر جذب فنل و دترجنت ندارند.
آناليز و رسم ايزوترمهاي جذب فنل و دترجنت نشان دهنده آن است كه ايزوترم جذب فنل با معادله فروندليچ و ايزوترم جذب دترجنت با معادله لانگمير همخواني بيشتري دارد.
كلمات كليدي: