بررسی و تعیین مبانی طراحی و کارایی سیستم نانو فیلتراسیون در حذف نیترات از آبهای زیرزمینی

منابع آب زیرزمینی با آلاینده های مختلفی از قبیل نیترات آفت کشها (مانند اترازین ، سیمازین، دیورون و ایزوپروتون ) علف کشها ، مواد نفتی ، مواد آلی طبیعی و ...آلوده شده که باعث ایجاد نگرانیهای زیادی در این زمیه شده است. در این بین غلظت نیترات در آبهای زیرزمینی تهران اغلب نزدیک به حد استاندارد 50 میلی گرم در لیتر ) و حتی بالاتر از آن بوده از این رو هدف از این تحقیق بررسی کارایی سیستم نانوفیلتراسیون (باغشا nf90) در حذف این آلاینده از آبهای زیرزمینی تهران است. نانو فیلتراسیون پروسه ای است که قابلیت حذف کامل یا قسمتی از آلاینده هایی نظیر سختی کل جامدات محلول، آفت کشها، ریز آلاینده ها، باکتریها، ویروسها، و نیز بعضی از یونها نظیر نیترات، سولفات، کلراید، سدیم، فلوراید، آرستیک و ... را دارا است که این امر منجر به کاهش تعداد هزینه و زمان فرآیندهای تصفیه می شود. همچنین این پروسه مزایای دیگر مانند بهره برداری آسان فشار بهره برداری کم و قابلیت اطمینان را دارا بوده که در نتیجه به عنوان فرآیندی نوین و کارا مورد توجه قرار گرفته است. البته این سیستم حجم بالایی مایع تغلیظ شده (بیش از 20 درصد جریان وردی ) و باغلظت تشدید شده نسبت به ورودی تولید می کند که برای دفع آن می توان از روشهایی مانند تخلیله به آب شور انتقال به تصفیه خانه های فاضلاب تزریق در چاههای عمیق و کاررد در آبیاری (بعد از کاهش غلظت با اولترافیلتراسون) نام برد. در این تحقیق میزان کارایی پایلوت نیمه صنعتی نانو فیلتر اسیون با ظرفیت تولید 60 متر مکعب در روز در حذف آلودگیها به ویژه نیترات از آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفته و پس از انجام آزمایشات میزان کارایی سیستم در حذف نیترات با غلظت 60 میلی گرم بر لیتر و در فشار 6 برابر با 60 درصد به دست آمده است. با توجه به کمبود تحقیقات در زمینه مدلسازی ریاضی و شبیه سازی کامپیوتری نانو فیلتراسیون در ایران در این پایان نامه مروری بر مدلهای موجود انجام گرفته و با استفاده از مدل ریاضی dspm& de و مدل کامپیوتری نانو فیلترن پروسه انتقال جرم از طریق این سیستم بررسی شده و نحوه حذف نیترات و سایر یونها نظیر سولفات، سدیم و کلسیم (با توجه به ترکیب آب زیرزمینی مورد مطالعه) تحلیل گریده است. تطابق نسبتا قابل قبول نتایج این مدل با نتایج تجربی استفاده از آن را برای مدلساز پروسه انتقال جرم نانو فیلتراسیون در تحقیقات آتی هموار می سازد. همچنین ارزیابی اقتصادی و زیست محیطی جهت امکان نسجی سیستم به عمل آمده و هزینه یک متر مکعب آب تولیدی با استفاده از این سیستم 10690 ریال برآورد شده است که در مقایسه با سایر تحقیقات انجام شده در این زمینه به دلیل کم بودن ظرفیت تولیدی سیستم رقم بالایی محسوب می شود .