حذف فلز سنگین آهن از فاضلاب کارخانه فولاد به روش فیلتراسیون غشایی اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون و مقایسه با جاذب کربن فعال

فاضلاب های صنعتی غالباً حاوی موادی هستند که در روش های تصفیه متداول حذف نمی گردند. فلزات سنگین از جمله مهمترین آلاینده های آب در صنایع مختلف از جمله واحدهای تولیدی فولاد می باشد. آب به عنوان یکی از عناصر ضروری در هر کارخانه فولاد، پس از عبور از مراحل مختلف آلوده و تبدیل به فاضلاب می شود. تخلیه این فاضلاب در منابع آب سطحی و زیرزمینی باعث آلودگی شدید محیط زیست می گردد. با تصفیه مناسب این نوع فاضلاب، علاوه بر تأمین آب مورد نیاز ساکنین کارخانه جهت آبیاری یا شستشو، می توان از آلوده نمودن منابع طبیعی آب نیز جلوگیری به عمل آورد. استفاده از روش های فیلتراسیون غشایی (همانند اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون) و ستون جذب با استفاده از کربن فعال گرانولی، روش های نوینی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب می باشند. در این تحقیق برای روش اسمز معکوس متغیرهای فشار (7، 9، 11 و 13 بار)، متغیرهای ph (5، 5/6، 8 و 5/9) و غلظت-های بالاتر فلز آهن (3/23، 35 و 50 میلی گرم در لیتر) بررسی می گردد و از میان این متغیرها، پارامتر بهینه بدست می آید. در روش نانوفیلتراسیون نیز از متغیرهای فوق استفاده می گردد، به جز متغیر فشار که به ترتیب برابر (5، 7، 9 و 11) بار می باشد. در روش ستون جذب از دو چیدمان مختلف ستون استفاده می گردد. در روش اول کربن فعال گرانولی و ماسه استاندارد، به صورت لایه های 10 سانتی-متری (تا ارتفاع 70 سانتی متری) روی هم قرار می گیرند، در حالی که در روش دوم از مخلوط دو مصالح در ستون استفاده می گردد. برای هر کدام از روش ها پارامترهای بهینه ph، تأثیر دبی (2 و 6 لیتر بر دقیقه) و غلظت بالاتر آهن همانند روش های فیلتراسیون غشایی محاسبه می گردد. در روش اسمز معکوس فشار 9 بار، ph برابر 8 و غلظت آهن 3/23 میلی گرم در لیتر بهینه می باشد. در روش نانوفیلتراسیون، فشار 7 بار، ph برابر 8 و غلظت آهن 3/23 میلی گرم در لیتر بهینه می باشد. در ستون-های جذب نیز ph برابر 5/6 و غلظت 3/23 میلی گرم در لیتر آهن بهینه می باشد. در انتهای تحقیق، برای روش های ستون جذب در حالت های بهینه، مدل های جذب فروندلیچ و لانگمویر بدست می آید و با نتایج آزمایشگاهی تطبیق داده می شود. براساس نتایج بدست آمده هر دو مدل فروندلیچ و لانگمویر تا حدی مناسبی منطبق بر نتایج آزمایشگاهی ستون جذب می باشند. همچنین با داشتن اطلاعات از سه روش اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون و ستون جذب کربن فعال گرانولی، روش اسمز معکوس نسبتاً بهترین راندمان حذف، روش نانوفیلتراسیون بیشترین فلاکس خروجی و ستون جذب اقتصادی ترین طرح می باشد.