کاربرد بهینه فرات سدیم در فرایند حذف کدورت آب رودخانه زاینده‌رود (کدورت معمولی و بالا)

در تصفیه‌خانه‌های آب شرب به‌منظور ته‌نشینی ذرات کلوییدی از مواد منعقدکننده مختلفی مانند سولفات آلومینیوم (آلوم)، پلی آلومینیوم کلراید و کلرید فریک استفاده می‌شود. این مواد تأثیرات مثبتی در حذف کدورت دارند، اما به‌دلیل محدودیت‌ها و مشکلاتی مانند خورندگی، تولید محصول جانبی مضر و محدودیت‌های دیگر، اثرات نامطلوبی بر روی سلامت انسان و محیط زیست دارند. بنابراین لازم است از مواد شیمیایی کارآمدتر که مشکلات ذکر شده را به حداقل رسانند و باعث ارتقای کیفیت فرایند شوند، استفاده شود. هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر فرات سدیم تولید شده به روش شیمیایی، بر حذف کدورت آب رودخانه زاینده‌رود در دو وضعیت کدورت معمولی و کدورت بالا بود. این پژوهش در چهار حالت پیشنهادی توسط نرم‌افزار Design Expert که حالت‌های (30×40،60×30، 60×60،40×60) نامیده می‌شود، انجام گرفت. در هر حالت یکی از متغیرهای مستقل اثرگذار روی کدورت از جمله میزان تزریق ماده، سرعت اختلاط آرام، زمان اختلاط سریع و pH آب تغییر داده شد و تأثیر فرات سدیم بر ارتقای راندمان حذف کدورت سنجیده شد. به‌منظور طراحی آزمایش، آنالیز و بهینه‌سازی مجموعه متغیرهای مستقل مؤثر بر حذف کدورت، از روش سطح پاسخ استفاده شد. به‌علاوه در این پژوهش میزان آهن کل باقیمانده ناشی از کاربرد فرات سدیم بر اساس روش استاندارد متد اندازه‌گیری شد. نتیجه پژوهش نشان داد با کاربرد 54/1 میلی‌گرم در لیتر فرات سدیم، در شرایط بهینه pH معادل 5/8، سرعت اختلاط آرام ‌نوسانی 60 دور در دقیقه به‌مدت 7 دقیقه، 50 دور در دقیقه به مدت 7 دقیقه و 40 دور در دقیقه به مدت 6 دقیقه و زمان اختلاط سریع 30 ثانیه با سرعت 120 دور در دقیقه بهینه‌ترین نتایج حذف کدورت در دو وضعیت کدورت معمولی و کدورت وضعیت سیلابی به‌ترتیب با مقادیر حذف 27/95 و 07/95 درصد به‌دست می‌آید. این مقادیر در شرایط متداول‌ تصفیه‌خانه‌های آب معادل 40 دور در دقیقه به‌صورت ثابت به مدت 20 دقیقه و شرایط اختلاط 60 دقیقه است. در این پژوهش همچنین مقایسه‌ای بین تأثیر تزریق پلی‌آلومینیوم کلراید (در حالات سیلابی به همراه پلی الکترولیت) با تأثیر فرات سدیم بر حذف پارامتر کدورت آب انجام شد. نتایج حاصل تأثیر بالاتر فرات سدیم با میزان تزریق کمتر را نشان داد. همچنین نتایج پژوهش نشان داد آهن باقیمانده در هر دو مقطع قبل و پس از فیلتر در دامنه استاندارد بود که این امر به‌دلیل خاصیت واکنش‌پذیری فرات در حذف فلزات است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که فرات سدیم در فرایند حذف کدورت، در دو وضعیت کدورت معمولی و کدورت بالا، دارای تأثیر مثبت است بدون اینکه آهن کل باقیمانده از حد استاندارد تجاوز نماید.