حذف کل نیترات و نیتریت از آب توسط کامپوزیت نانوذرات آهن صفر ظرفیتی و کربن فعال فیبری (nzvi/acf)

یکی از بزرگترین چالش های پیش روی بشر از گذشته تاکنون تصفیه ی آب و حذف آلاینده های مختلف از آن بوده است. از جمله ی این آلاینده های خطرناک می توان به نیترات و نیتریت اشاره کرد. تاکنون روش های مختلفی برای حذف این آنیون های سمی از آب استفاده شده است. امروزه نیز استفاده از نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (nzvi) برای حذف آن ها، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این کار پژوهشی، nzvi بر روی کربن فعال فیبری (acf) تثبیت شده، خصوصیات نانوکامپوزیت حاصل با استفاده از آنالیزهای xrd و sem مطالعه شد. جهت افزایش کارآیی نانوکامپوزیت تهیه شده، ابتدا نسبت مطلوب fe2+/acf تعیین گردید و در آزمایش های بعدی از این نسبت استفاده شد. درصدهای وزنی آهن مورد بررسی 25/25، 15، 5/10 و 6% بود که نانوکامپوزیت تهیه شده با محتوای 15% وزنی آهن، بالاترین کارآیی را در حذف نشان داد. همچنین تاثیر عوامل مختلفی نظیر غلظت اولیه ی محلول نیترات، ph آن و نیز مقدار نانوکامپوزیت بر روی راندمان حذف نیترات و نیتریت بررسی شد. نتایج نشان دادند که راندمان حذف در غلظت های اولیه ی کمتر، ph های اسیدی و مقادیر نانوکامپوزیت بیشتر بالاترین مقدار خود را دارد. به منظور ارزیابی کارآیی نانوکامپوزیت تهیه شده، درصد حذف نیترات و نیتریت با استفاده از این نانوکامپوزیت با راندمان حاصل از مقادیر متناظر از اجزای سازنده ی آن مقایسه شد. نتایج نشان دادند که در شرایط آزمایشی یکسان راندمان حذف توسط نانوکامپوزیت nzvi/acf (54/64%)، بیشتر از مجموع راندمان های حذف nzvi (43/30%) و acf (74/21%) می باشد. سینتیک دنیتریفیکاسیون نیز در این پروژه بررسی شد. با توجه به نتایج به دست آمده مشاهده شد که فرآیند حذف نیترات و نیتریت توسط نانوکامپوزیت nzvi/acf از سینتیک شبه درجه ی دوم پیروی می کند. kobs تجربی مطابقت بالایی (96/0=r2) با kobs تئوری نشان داد. بعلاوه، حذف نیترات و نیتریت توسط نانوکامپوزیت تهیه شده، با استفاده از روش رویه ی پاسخ مدلسازی و بهینه سازی شده و اثر پارامترهای غلظت اولیه، ph محلول نیترات، مقدار نانوکامپوزیت به کار رفته و زمان بر روی راندمان حذف مطالعه گردید. شرایط بهینه ی به دست آمده برای این پارامترها به ترتیب برابر با mg/l 30، 2، g 25/0 و min 60 بود.