حذف نیترات از آب آشامیدنی و آب فرآوری مواد غذایی با استفاده از بیوفیلتر هیدروژنی

چکیده روش های موجود حذف نیترات از آب شرب عمدتاً با افزایش مواد شیمیایی نامطلوب و یا با اثرات ناشناخته بر سلامتی انسان همراه هستند که در برخی مواقع محصولات جانبی به مراتب خطرناکتر از نیترات در آب ایجاد می نمایند. در حال حاضر گزینه های مناسب و اقتصادی بسیار کمی در این زمینه وجود دارد و به دلیل کمبود آب در بسیاری مناطق، توسعه یک فناوری مناسب جهت تصفیه آب های شرب آلوده به نیترات و قابل کاربرد در مقیاس واقعی بسیار حیاتی به نظر می رسد. در این تحقیق با هدف توسعه یک فناوری ارزان، کاملاً انتخابگر این آلاینده و با کمترین تغییرات در دیگر پارامترهای کیفی آب شرب، استفاده از هیدروژن و دی اکسید کربن که با یک روش اقتصادی با اعمال یک ولتاژ بسیار پایین جریان برق مستقیم (5-10 ولت) در یک راکتور الکتروشیمیایی با الکترولیز متانول تولید می شدند، جهت تصفیه آب توسط دنیتریفیکاسیون اتوتروفیک هیدروژنی در یک بیوراکتور با بستر مواد پرکننده از دانه های رسی پخته شده موسوم به لیکا مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با مصرف انرژی الکتریکی نسبتاً پایین و تنها با تزریق دوگاز کاملاً بی ضرر و پاک هیدروژن و دی اکسید کربن، بدون افزودن هیچ گونه ماده شیمیایی دیگر، با اتصال مناسب راکتور الکتروشیمیایی تولید این گازها و بیوراکتور دنیتریفیکاسیون برای غلظت های نیترات معمول موجود در منابع آبی شرب با زمان ماند 5-2 ساعت می توان به راندمان حذف بیش از 95 درصد دست یافت. این در حالی است که این سیستم در مقایسه با روش هایی شناخته شده ای چون تبادل یونی، اسمز معکوس، الکترودیالیز، و بیولوژیک هتروتروف با منبع کربن آلی، مزیتهایی چون قابلیت انتخابگری بالای یون نیترات، تولید بیومس بسیار پایین، مصرف انرژی الکتریکی کم، عدم بروز مشکلات ناشی از افزودن منبع کربن آلی (نظیر ایجاد طعم و بو، تولید تری هالومتان سرطانزا در فرایند گندزدایی، گرفتگی سریع بیوفیلتر)، راهبری آسان و سازگاری با حساسیتهای تصفیه آب شرب به لحاظ سلامتی را به همراه دارد.