ارزیابی کارایی زئولیت اصلاح‌شده در حذف نیترات زه‌آب کشاورزی با استفاده از ستون‌های با بستر ثابت

نیترات از گسترده­ترین آلاینده­های آب­های زیرزمینی و سطحی است که مقدار بیش‌ازحد آن در منابع آبی بر سلامت انسان و دام تأثیرمی­گذارد. در میان روش­های مختلف حذف نیترات، روش جذب سطحی، به علت سادگی، به‌صرفه بودن ازلحاظ اقتصادی و کارایی مورد توجه است. در پژوهش حاضر اثر متغیرهای pH (چهار، شش و هشت)، نرخ جریان (8، 11 و 16 میلی­لیتر بر دقیقه)، ارتفاع بستر (40، 50 و 60 سانتی­متر) و قطر ستون (45، 57 و 67 میلی­متر) در حذف نیترات از محلول­های آبی با استفاده از ستون­های زئولیت اصلاح­شده بررسی شد. برای تعیین سطح ویژه و قطر خلل و فرج از آنالیز BETاستفاده شد. مورفولوژی و ساختار کانی زئولیت مورد مطالعه با استفاده از آنالیزهای تعیین پراش پرتو ایکس (XRD)، اسپکتروسکوپی اشعه ایکس انرژی متفرق (EDS) و عکس­برداری میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) موردبررسی و شناسایی قرار گرفت. برای اصلاح سطح زئولیت­ها، از محلول هگزادسیل­تری­متیل­آمونیوم برماید به غلظت 25 میلی­مولار استفاده شد. زه­آب کشاورزی با غلطت 80 میلی­گرم در لیتر نیترات، به‌صورت مصنوعی با حل کردن نمک پتاسیم نیترات در آب مقطر در آزمایشگاه تهیه شد. نتایج آنالیزها نشان داد که نمونه زئولیت از نوع کلینوپتیلولایت به­ترتیب با سطح ویژه و میانگین قطر خلل و فرج 984/11 مترمربع در گرم و 295/15 نانومتر است. یافته­ها نشان داد که تغییرات pH، نرخ جریان، ارتفاع بستر و قطر ستون بر شاخص­های مختلف منحنی رخنه اثر معنی‌‌دار (در سطح پنج درصد) دارد. حداکثر مقدار جذب در6=pH رخ داد، در حالی­که حداکثر راندمان جذب (24/65 درصد) در 8=pH حاصل شد. کاهش نرخ جریان باعث افزایش راندمان حذف نیترات شد، اما بیشترین مقدار جذب (2/0 میلی­گرم بر گرم) در نرخ جریان 11 میلی­لیتر در دقیقه رخ داد. بیشترین مقدار جذب و راندمان حذف به­ترتیب در ارتفاع بستر 60 سانتی­متر و قطر ستون 67 میلی­متر رخ داد.