بررسی رفتار سینتیکی جذب برخی از عناصر شیمیایی آبهای نامتعارف توسط تراشه های لاستیک در محیط متخلخل

چکیده: کمبود آب با کیفیت مناسب یکی از مهم ترین مشکلات در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران به شمار می آید. از طرفی رشد بی رویه جمعیت و افزایش آلودگی های محیطی نیازمند راه حل هایی برای رفع کمبود آب می باشد. یکی از این راه حل ها استفاده مجدد از منابع آب های نامتعارف از جمله پساب ها و زه آب هاست. روش های مختلفی برای بهبود کیفیت آب های نامتعارف وجود دارد که در بین آن ها روش فیلتراسیون یک روش کارآمد و موثر در حذف عناصر بوده است. در ساختن فیلتر مهم ترین قسمت انتخاب جاذب است. انواع مختلفی از جاذب های مصنوعی وجود دارند که بدلیل قیمت بالا و یا قابل دسترس نبودن، کاربرد آن ها ممکن نخواهد بود. در تحقیق حاضر از تراشه های لاستیکی به عنوان یک جاذب ارزان قیمت و در دسترس استفاده شد. آزمایش های جذب ستونی (صحرایی) در دو مرحله جداگانه و با استفاده از دو نوع آب شامل آب شور چاه با ec برابر با 4/6 دسی زیمنس بر متر و ph اولیه 7/7 و پساب صنعتی با ec برابر با 3/13 دسی زیمنس بر متر و ph اولیه 5/6 انجام شد. هر آزمایش بصورت فاکتوریل با سه فاکتور در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای مورد مطالعه شامل سه فاکتور اندازه ذرات (5-2 میلی متر و 5-3 سانتی متر)، ضخامت فیلتر (10، 30 و 50 سانتی متر) و زمان تماس جاذب با محلول (2، 4، 6 و 24 ساعت برای آزمایش با آب شور و 5/0، 1، 2، 4، 6 و 24 ساعت برای آزمایش با پساب صنعتی) بود. نتایج نشان داد که با کاربرد فیلتر تراشه های لاستیکی و با استفاده از آب شور تیمار ضخامت 30 سانتی متر فیلتر و زمان تماس 24 ساعت بهترین عملکرد را داشته و موجب کاهش 3/20 درصدی در شوری آب شد. در این تیمار بیشترین میزان افزایش در مقدار نسبت جذب سدیم نیز مشاهده شد که برابر با 3/29 درصد بود و همچنین مقدار ph از7/7 به 2/7 رسید که به میزان 5/6 درصد کاهش داشت. در مرحله آزمایش با پساب صنعتی بهترین عملکرد در کاهش شوری در تیمار ضخامت 50 سانتی متر با زمان تماس 24 ساعت مشاهده شد. که میزان شوری در این تیمار 2/11 درصد کاهش یافت. عملکرد فیلتر در این تیمار یرای کاهش غلظت فلزات سرب، روی و منگنز به ترتیب 99 ، 1/72 و 4/41 درصد مشاهده شد که نسبت به تیمارهای دیگر بازده بهتری داشت. در اکثر پارامترهای اندازه گیری شده نتایج تیمارهای ذرات سانتی متری و میلی متری تفاوت چندانی با یکدیگر نداشتند. همچنین در آزمایش های جذب مرحله ای (پیمانه ای) برای بررسی زمان تعادل، راندمان حذف فلزات سرب، روی و منگنز به ترتیب 6/67 ، 3/74 و 9/39 درصد بدست آمد. همچنین مقایسه نتایج آزمایش های جذب ستونی و جذب پیمانه ای برای حذف فلزات سنگین نشان می دهد که برای فلزات روی و منگنز راندمان حذف مشابه بوده ولی در مورد فلز سرب راندمان حذف در آزمایش های جذب ستونی بالاتر بوده که علت آن به تعادل نرسیدن فلز سرب در آزمایش های جذب مرحله ای بود. زمان رسیدن به تعادل برای فلز روی، 180 دقیقه و برای فلز منگنز 120 دقیقه بود. برای فلز سرب در طول 180 دقیقه زمان آزمایش روند جذب صعودی بوده و به تعادل کامل نرسید. نتایج برازش همدماهای جذب فلزات مورد مطالعه نشان داد که مدل جذبی فروندلیچ با ضریب 99 درصد دارای بالاترین ضریب تبیین بود.