کاربرد فناوری نانوزئولیت در حذف سولفات رودخانه گاماسیاب
محورهای موضوعی : محیط زیستامین رضائی 1 , حسین بابازاده 2 , امیر خسروجردی 3 , مهدی سرائی تبریزی 4
1 - دانشجوی دکتری رشته مهندسی منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - استاد گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 - استادیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
4 - استادیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
کلید واژه: ایزوترم لانگمویر, ایزوترم فروندلیچ, رودخانه گاماسیاب, نقاط بهینه جذب, نانوذره زئولیت,
چکیده مقاله :
فعالیت های انسانی، وجود املاح در بستر رودخانه و رواناب ها و همچنین آلودگی های حمل شده توسط هوا منجر به آلوده شدن رودخانه‌ها به عنوان یکی از اصلی ترین منابع تامین آب می‌شود. در این پژوهش با انتخاب رودخانه گاماسیاب، نمونه گیری از 16 نقطه مورد نظر برای سه بازه زمانی در آلوده ترین محل که دارای بیشترین میزان آلاینده نسبت به سایر ایستگاه ها را پس از آزمایش اسپکتوفتومتری از نمونه ها داشت، در فصل سال انجام شد. نمونه های جمع آوری شده پس از انتقال به آزمایشگاه مورد سنجش و تعیین میزان آلاینده هدف قرار گرفتند. سپس به منظور تصفیه با استفاده از نانوذره زئولیت طبیعی و اصلاح شده شبیه سازی شدند. در ادامه با استفاده از مدل Design Expert و فرض دو عامل pH و نسبت جاذب به آلاینده ، ضمن یافتن نقاط بهینه جذب، مقادیر جذب تئوری نیز یافت شدند. نتایج تحقیق نشان داد راندمان جذب برای نمونه اصلاح شده با 0/2 مولار نیتریک اسید و سولفوریک اسید برابر با 77 درصد برآورد شد. از بررسی اندرکنش سولفات با سه آلاینده شاخص دیگر شامل فسفات، نیترات و آهن که به وسیله شبیه سازی محلول و به منظور خنثی کردن اثر سایر مواد محلول صورت گرفت، مشخص گردید یون های فسفات و نیترات منجر به کاهش جذب یون سولفات توسط جاذب شده و یون آهن منجر به افزایش جذب سولفات توسط جاذب می‌شود. همچنین نتایج شبیه سازی مدل مورد نظر نشان داد نقطه بهینه جذب برای جاذب برابر با 9/6=pH و 17/01=D/C بوده و مقادیر مورد نظر منجر به جذب آلاینده به میزان 86/5 درصد می‌شود. در نهایت ایزوترم فروندلیچ برای این جاذب با ضریب تعیین 0/92 به عنوان ایزوترم برتر نسبت به ایزوترم لانگمویر با ضریب تعیین 0/79 انتخاب شد.
Human activities, the presence of salts in riverbeds and runoff, as well as pollutants carried by the air lead to the contamination of rivers as one of the main sources of water supply. In this study, the Gamasayab River was selected and sampling was conducted at 16 designated points for three-time intervals in the most polluted location with the highest pollutant levels compared to other stations after spectrophotometric testing of the samples, in different seasons of the year. The collected samples were transported to the laboratory for measurement and determination of the target pollutant levels. Then, they were simulated using natural and modified zeolite nanoparticles for the purpose of purification. In the following, using the Design Expert model and assuming two factors, pH and absorbent-to-pollutant ratio, the optimal absorption points were determined, and the theoretical absorption values were also obtained. The research results showed that the absorption efficiency for the modified sample with 0.2 M nitric acid and sulfuric acid was estimated at 77%. From the investigation of the interaction between sulfate and three other pollutants including phosphate, nitrate, and iron, which was investigated by simulating the solution and in order to neutralize the effect of other dissolved substances, it was found that phosphate and nitrate ions led to a decrease in sulfate ion absorption by the absorbent, while iron ions increased the absorption of sulfate by the absorbent. The simulation results of the proposed model also indicated that the optimal absorption point for the absorbent was at a pH of 9.6 and a D/C value of 17.01, resulting in an absorption of the pollutant by 5.86%. Finally, the Freundlich isotherm was chosen for this absorbent with a coefficient of determination of 0.92 as the superior isotherm compared to the Langmuir isotherm with a coefficient of determination of 0.79.
_||_