بررسی کاربرد زائدات معدنیِ صنایع سنگ در حذف نیترات از ‏محلول‎های آبی‏

آب‎های سطحی و زیرزمینی به عنوان دو منبع اصلی تأمین کننده آب شرب پارامترهای آلودگی زیادی را دارا می باشند. یکی از ‏پارامترهای موثر در آلودگی منابع آب، میزان نیترات موجود در آن ها است. نیترات به عنوان پایدارترین شکل نیتروژن یکی از مهمترین ‏منابع آلودگی محسوب می شود. انواع روش‎هایی که امروزه جهت حذف نیترات و رساندن غلظت آن به حد مجاز به کار می‎روند به سه ‏دسته عمده بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی تقسیم بندی می شوند که در حال حاضر روش جذب به سبب سادگی، تولید لجن کمتر، مشکلات ‏ناچیز در دفع ضایعات تولیدی و ملاحظات اقتصادی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف ما از انجام این مطالعه بررسی کارایی فرایند ‏جذب و انواع پودرسنگ بعنوان جاذب درکاهش میزان نیترات موجود در محلول های آبی می باشد. در این تحقیق ابتدا پنج نوع جاذب ‏برای انجام آزمایشات اولیه مورد بررسی قرار گرفتند که از بین آن ها تراورتن قرمز و دولومیت انتخاب شدند.‏‎ ‎در این تحقیق اثرات سه ‏عامل(متغیر) اصلی و مهم: غلظت اولیه نیترات (در محدوده 10 تا 50 میلی گرم بر لیتر)، ‏ph‏ اولیه محلول (در محدوده 3 تا 9) و دز جاذب ‏مصرفی (در محدوده 4 تا 10 گرم بر لیتر) مورد بررسی قرار گرفتند، که با بهینه سازی این عوامل موفق شدیم میزان نیترات موجود در محلول ‏را به کمتر از 10 میلی گرم بر لیتر یعنی زیر حد استاندارد آن کاهش دهیم. برای انجام آزمایش های سینتیک جذب، ‏ph‏ محلول ها در سطح ‏خنثی یعنی 7 = ‏ph‏ تنظیم شد و مقدار 8 گرم بر لیتر از تراورتن قرمز و دولومیت به محلول اضافه شد. محلول ها با سرعت 150 دور در دقیقه ‏برای تراورتن و 200 دور در دقیقه برای دولومیت بر روی شیکر قرار داده شد و از 5 تا300 دقیقه نمونه برداری صورت گرفت، که زمان ‏تعادل برای تراورتن حدود 120 دقیقه و برای دولومیت حدود 180 دقیقه بدست آمد. ضمناً در بررسی مدل های سینتیک جذب مدل شبه ‏مرتبه اول بر داده ها منطبق نشد ولی مدل شبه مرتبه دوم با ضریب همبستگی 99/0 توصیف بسیار مناسبی از نتایج بدست آمده داشت. با توجه ‏به نتایج آنالیز واریانس، تمام عوامل مورد مطالعه دارای اثر معنادار در حذف نیترات از محلول های آبی هستند. در میان این عوامل به ‏ترتیب برای تراورتن دز جاذب با 59/40% و برای دولومیت ‏ph‏ با 61/51% بیشترین تأثیر را بر پاسخ دارند. حداکثر حذف نیترات به ترتیب ‏برای تراورتن و دولومیت در شرایط بهینه یعنی زمانی که غلظت اولیه نیترات 50 میلی گرم بر لیتر، دز جاذب مصرفی 8 گرم بر لیتر و ‏ph‏ ‏اولیه محلول معادل 3 بود بیش از 7/82% و 7/84% بدست آمد. در پایان این تحقیق هم آزمایش های ایزوترم جذب در راکتور ناپیوسته، در ‏غلظت های 10، 20 و 50 میلی گرم بر لیتر و به ازای مقادیر مختلف دز جاذب و در یک سطح مشخص ‏ph‏ انجام شد و مقدار جذب نیترات ‏بر واحد جرم جاذب(‏q‏) به دست آمد. که از نتایج این آزمایشات به این نتیجه دست یافتیم که مدل لانگمایر برای توصیف جذب نیترات ‏توسط تراورتن و دولومیت نمی تواند مدل مناسبی باشد در صورتیکه مدل فرندلیچ این فرایند را به خوبی توصیف می کند.‏