حذف یونهای نیترات از آب آشامیدنی با استفاده از نانوفیلتر با رویکرد مدیریت پساب

نیترات یکی از ترکیبات موجود در آب است که بر اثر برخی فعالیت های بشری نظیر دفع نامناسب فاضلابهای شهری، غلظت آن در برخی منابع آب به خصوص آبهای زیرزمینی افزایش یافته است. حداکثر غلظت مجاز نیترات در آب آشامیدنی محدود می باشد، زیرا غلظت نیترات بیش از این مقدار در آب موجب بروز اختلالاتی در انسان نظیر سرطان و همچنین سندرم کودک کبود در اطفال می شود. روشهای مختلفی برای تصفیه آبهای آلوده به نیترات وجود دارد یکی از این روشها که نسبتا جدید است، استفاده از نانوفیلتر برای حذف نیترات می باشد. نانوفیلتر جریان ورودی را به دو قسمت جریان فیلتر شده و جریان تغلیظ شده تقسیم می کند. در واقع نانوفیلتر تنها نیترات را از جریان فیلترشده حذف می کند و جریان تغلیظ شده (پساب) حاوی غلظت بالای نیترات است. بنابراین پساب حاصله نیز باید به گونه ای مدیریت شود که سبب آلودگی محیط نشود. لذا این کار در دو بخش بررسی عملکرد نانوفیلتر در تصفیه نیترات و مدیریت پساب حاصل از تصفیه انجام شده است. در بخش اول آزمایشها با استفاده از یک پایلوت نانوفیلتر مجهز به دو غشا nf90 و nf270، با سه نمک نیترات nano3، ca(no3)2 و mg(no3)2 در شرایط بهره برداری مختلف انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش فشار سبب افزایش راندمان حذف نیترات و همچنین افزایش دما سبب کاهش راندمان حذف نیترات شده است. با افزایش غلظت با توجه به کاتیون همراه نیترات، راندمان حذف برای نمک nano3 کاهش و راندمان حذف برای دو نمک ca(no3)2 و mg(no3)2 افزایش داشته است. در نمکهای ca(no3)2 و mg(no3)2 با افزایش ph راندمان حذف افزایش یافته است، اما در نمک nano3، در phpi، با افزایش فشار راندمان حذف نیترات افزایش یافته است. بهترین راندمان حذف در شرایط گوناگون مربوط به نمک mg(no3)2 (97%) بوده است. همچنین با افزودن آنیونهای تک ظرفیتی hco3- و cl- مشاهده می شود که راندمان حذف نیترات کاهش یافته است، که این کاهش با افزایش غلظت این آنیونها در محلول بیشتر شده است. این کاهش راندمان حذف نیترات در فیلتراسیون آب شهر در مقایسه با آب یون زدایی شده نیز مشاهده شد. عملکرد غشا nf90 در تمام موارد بهتر از عملکرد غشا nf270 بوده است، به طوریکه راندمان حذف غشا nf90 در فیلتراسیون آب شهر برای نمک ca(no3)2 به طور متوسط 39.8% بیشتر از راندمان حذف غشا nf270 بوده است. در بخش دوم با توجه به عملکرد بهتر غشا nf90، پساب حاصل از دو نمک nano3 و ca(no3)2 در غلظت نیترات mg/l150، به عنوان آب آبیاری و کود کشاورزی در نظر گرفته شده است و آنالیز آن نشان می دهد، مغایرتی با استانداردهای کشاورزی ندارد و قابل استفاده در این بخش است. همچنین به جهت بررسی بیشتر تاثیر پساب بر محصولات کشاورزی، دو نمونه گیاه گوجه فرنگی و تربچه در گلخانه پرورش داده و تیمارهای آبیاری شده با پسابها و تیمارهای آبیاری شده با کود کشاورزی به لحاظ میزان محصولدهی در این دو گیاه مقایسه شده اند. ملاحظه گردید که در گیاه گوجه فرنگی میزان محصول پسابها کمتر از کود کامل بوده ولی در کشت تربچه میزان محصول پساب ca(no3)2 بیشتر از کود کامل بوده است. البته اختلاف محصولدهی تیمارها در هر دو نمونه کشت شده کم بوده است.