بررسي كارايي لجن تصفيه‌خانه‌ي آب براي انعقاد و حذف قطرات روغن امولسيون از محيط آبي

كارشناسي ارشد

به دليل شهرنشيني و توسعه صنعت، انتشار فاضلاب حاوي روغن در محيط افزايش يافته است. فاضلاب‌روغني به دليل خطرناك بودن محتواي روغن آن تهديد قابل ‌توجهي براي خاك، آب، هوا و انسان است از اين رو حذف روغن از آب در صنايع توليد كننده فاضلاب روغني بسيار مهم است. فناوري انعقاد و لخته‌سازي به‌‌طور گسترده‌اي در تصفيه آب استفاده مي‌شود كه باعث توليد حجم زيادي لجن مي‌شود و مديريت اين پسماند‌‌‌ها با مشكلاتي همراه است. لجن تصفيه‌خانه‌ي آب به دليل محتواي بالاي هيدروكسيد فلزي، به‌طور عمده و به‌راحتي در دسترس بودن و رايگان بودن، مي‌تواند به‌عنوان يك ماده خام ارزشمند براي تصفيه آلاينده‌هاي مختلف در فاضلاب در نظر گرفته شود. ازاين‌رو، در اين پژوهش به بررسي حذف كدورت ناشي از روغن در آب با استفاده از لجن تصفيه‌خانه‌ي آب بر پايه آهن و نيز با استفاده از فريك كلرايد به همراه بهينه‌سازي و مدل‌سازي فرايند پرداخته شد. به اين منظور در گام نخست، تأثير pH، دوز منعقدكننده، كدورت اوليه ونيز زمان‌هاي اختلاط و ته‌نشيني بر حذف كدورت از نمونه‌هاي كدورت مصنوعي ساخته‌شده با روغن‌زيتون و آب مقطر، با استفاده از آزمون جار بررسي گرديد. طبق نتايج به‌دست‌آمده، بازدهي حذف كدورت با استفاده از لجن تصفيه‌خانه‌ي آب در pH هاي اسيدي به‌ويژه در pH برابر با 4 و افزايش دوز لجن تصفيه خانه آب در محدوده mg DS/L100 تا mg DS/L 650 و همچنين افزايش كدورت در محدودهNTU 110 تا NTU 450 افزايش يافت. بازدهي حذف كدورت با استفاده از فريك كلرايد با افزايش pH تا pH برابر با 6 و افزايش دوز فريك كلرايد در محدوده mg FeCl_3/L 5 تا mg FeCl_3/L 30 و همچنين افزايش كدورت در محدودهNTU 110 تا NTU 450 افزايش يافت. هم‌چنين افزايش زمان‌هاي اختلاط تند و كند تأثير كمتري نسبت به سه پارامتر ديگر داشت. هم‌چنين ته نشيني عمده فلاك ها با لجن تصفيه‌خانه‌ي آب در 10 دقيقه اول و با فريك كلرايد در 20 دقيقه ابتدايي ته‌نشيني رخ‌داده است، البته با استفاده از فريك كلرايد بخشي از فلاك ها به سطح نمونه صعود مي كردند. در گام دوم، توانايي منعقد كنندگي هر دو منعقدكننده و نحوه اثرگذاري پارامترهاي ورودي با استفاده از روش رويه پاسخ (RSM) و در نرم‌افزار Design Expert، مورد بررسي قرار گرفت. طبق نتايج، لجن تصفيه‌خانه‌ي آب در حذف كدورت نمونه با كدورت اوليه NTU 08/381 و pH برابر با 21/4، در دوز mg/L 11/658 از منعقدكننده بهترين عملكرد (5/93٪ حذف كدورت) را دارا بود. فريك كلرايد در حذف كدورت نمونه با كدورت اوليه NTU 450 و pH برابر با 6، در دوز mg/L 5/32 از منعقدكننده بهترين عملكرد (91٪ حذف كدورت) را دارا بود. طبق نتايج روش رويه پاسخ، پارامترهاي pH، دوز منعقدكننده و كدورت اوليه به ترتيب مؤثرترين پارامترهاي تأثيرگذار بر راندمان حذف كدورت توسط هر دو منعقدكننده بودند. علاوه بر نتايج آزمايش‌هاي جار، تصاوير ميكروسكوپ نوري، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بيانگر تشكيل فلاك و انجام فرايند انعقاد توسط لجن تصفيه‌خانه‌ي آب بود. با انجام آناليز پتانسيل زتا مشخص شد كه در pH هاي بهينه به‌دست‌آمده پتانسيل زتا در نمونه با هر دو منعقدكننده نزديك به صفر مي باشد و در pH هاي اسيدي فشردگي لايه مضاعف رخ مي‌دهد كه باعث حذف بهتر مي‌شود؛ اما مكانيزم انعقاد جاروبي (در همه pH ها) نيز رخ مي‌دهد.

207726

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي محيط زيست

دكتر مريم حسني زنوزي