بخشی از مقاله
چکیده
راکتور EC در روش الکتروکواگولاسیون - - ECدر حالت جریان افقی پیوسته کارآمداست و باحفظ شرایط بهینه - pH= 5 ، l/h v=4.3 ، فاصله بین الکترود برابر 2.8 cm ، چگالی جریان برابر 5.78 mA/cm2 - حذف آرسنیک از آب زیرزمینی 85 درصد - - 6.2 g As/L است که با توجه به - 10 g As/L - WHOمطلوب است. سهولت عمل، کاهش تولید لجن ،تمایل به تشکیل مقدار بیشتر فلوک،نگهداری کمتر ، پاکسازی طیف گسترده ای از آب آلوده با حداقل مواد افزودنی از مزایای این روش است .در روش اکسیداسیون انعقاد روند تصفیه شامل سه مرحله، - الف - قلیایی کردن pH توسط NaHCO3 ، - ب - اکسیداسیون آرسنیت توسط KMnO4 و - ج - انعقاد توسط FeCl3 می باشد.
حذف آرسنیک به 5 g/L در pH برابر 7 تا 7.5 پس از زمان ماند 1 ساعت بدست آمد. راندمان بالا، هزینه بسیار کم ، ایمنی، سادگی از ویژگیهای این روش است. حذف - As - V بااستفاده از جاذب مصنوعی پلیمرهای مولکولی - < 38ʽm - در پلی آکریل آمید - MIP-cryo - بر پایه ی کریوژلها در محلول های آبی با حفظ ظرفیت جذب و سینتیکها موفق اند. پلیمر MIP -cryo باثبات است.این جاذب در محدوده pH مورد مطالعه از 2-8 به خوبی کار کرده است. دخالت یونها - نیترات ، سولفات و فسفات - حذف آرسنیک را برای MIP -cryo تحت تاثیر قرار میدهد . مس و روی در غلظتهای کم اثری بر این جاذب نداشته است . هزینه ی کم ،مصرف کم انرژی ، تاثیر کم بر محیط زیست ،قابلیت بازیابی جاذب و خاصیت انتخابی جاذب از مزایای روش جذب بشمار می آید.
لغات کلیدی:آرسنیک ،الکتروکوآگولاسیون،اکسیداسیون ،انعقادو جذب.
-1مقدمه
آرسنیک، شبه فلز بسیار سمی است، به عنوان گروه I مواد سرطان زا برای انسان طبقه بندی میشود. سازمان بهداشت جهانی - WHO - مقدار راهنما برای آرسنیک 10 میکروگرم بر لیتر در آب آشامیدنی توصیه میکند 1 که دلیل بر بی خطر بودن آب برای مصرف نیست بلکه شناسایی و حذف آرسنیک برای غلظتهای کم مشکل است. ضروری است که آرسنیک را تا آنجا که ممکن است کمتر از 10 میکروگرم بر لیتر برسانیم. 2 آرسنیک دو حالت اکسیداسیون آرسنیک 3 - آرسنیت - وآرسنیک 5 - آرسنات - دارد. اکسی آنیونها در آب در PH طبیعی بصورت آرسنیک پنج ظرفیتی - H2ASO4- , HASO42- - یا سه ظرفیتی - H3ASO3 - می باشند.ویژگیهای بار AS - V - سبب حذف آسانتر این اکسی آنیون نسیت به AS - III - میشود.بعلاوه AS - III - 25-60 برابر سمی تر از AS - V - است. 1 و 3 یکی ازروشهای حذف آرسنیک روش الکترو- کواگولاسیون - electro EC - coagulation است که یک آند فلزی از نظرالکترو- شیمیایی آب را تصفیه میکند .
ویژگیEC سهولت عمل، کاهش تولید لجن ، تمایل به تشکیل مقدار بیشتر فلوک ، نگهداری کمتر و عدم نیاز به دست زدن به مواد شیمیایی است. برخی از معایب EC ، نیاز به تعویض الکترود در فواصل منظم با توجه به انحلال، هزینه های بالای برق، غیر فعالسازی آند و هیدروکسیدهایی که ممکن است به انحلال در برخی مواردتمایل داشته باشند. فاصله بین الکترود، چگالی جریان ، غیرفعالسازی الکترود و سرعت جریان با هدف بهینه سازی راندمان حذف آرسنیک مورد مطالعه قرار گرفتند. 1در روش اکسیداسیون انعقاد حذف آرسنیک توسط انعقاد با FeCl3 موثر تر از منعقد کننده های دیگر مانند Fe2 - SO4 - 3 ، FeSO4و Al2 - SO4 - 3 است. >4@ ، 5 ، 6 و FeCl3 7 بهتر از آلوم {Al2 - SO4 - 3 }است به دلیل مشکوک بودن آلوم به بیماری آلزایمر 8 .
در آب های زیرزمینی آرسنیک به طور عمده در حالت اکسیداسیون - H3 AsO3 - III +وجود دارد که از نظر الکتریکی خنثی است و بسیار کمتر از نوع V+ بر روی مواد منعقد کننده جذب میشود. 7 ، 9 و 10 بنابراین، یک ماده منعقد کننده به تنهایی قادر به کاهش آرسنیک III+ به کمتر از 10 میکروگرم بر لیتر نیست و اکسیداسیون As - III - به As - V - دراولویت ضروری برای انعقاد است. 11 ، 12 و 13 موادی شامل MnO2 ، KMnO4 ، ازن، هیپوکلریت سدیم و K2 FeO4 برای اکسید کردن As - III - به As - V - و حذف As - V - بکار گرفته شده است. KMnO4 ممکن است بهتر از دیگر عوامل اکسید کننده برای اکسیداسیون As - III - ترجیح داده شود که آسانتر و مقرون به صرفه تر است، به ویژه برای سیستم های کوچک در مناطق روستایی . 14 اگر چه KHCO3 کارآمد تر از NaHCO3 است، اما NaHCO3ممکن است به دلیل دسترسی آسان و مشهور بودن به عنوان جوش شیرین در میان مردم عادی مناسب تر باشد حذف آرسنیک توسط اکسیداسیون-انعقاد در pH بهینه با استفاده ازNaHCO3 ، KMnO4 و FeCl3 به ترتیب فراهم کنندگان pH ، اکسیدان و منعقدکننده می باشند.
مکانیسم حذف و اثرات یون های رقیب - سولفات ، فسفات و سیلیکات - مورد بررسی قرار گرفت.همچنین قابلیت شرب آب تصفیه شده و دفع ایمن لجن جامد نیز در نظر گرفته شده است. 15اخیراروش جذب براساس پلیمرهای مصنوعی جدید با توجه زیادی روبرو شده است دراینجاتوانایی حذف آرسنیک پنج ظرفیتی از آب توسط جاذب پلیمرهای مولکولی بر اساس کریوژلها میباشد کریوژلها مواد پلیمری ماکرو تخلخل تولید شده در دمای زیر صفر - به عنوان مثال - <-10oc میباشند. برای تولید کریوژلها ، پلیمریزاسیون در دمای پائین شروع شد و ساختار پلیمری ماکرو تخلخل با منافذ بزرگ بهم پیوسته را نتیجه داد ساختار کریوژلها به آنها توانایی های مفید برای برنامه های کاربردی تصفیه آب بدون ایجاد گرفتگی میدهد.در این مطالعه، - MIPپلیمرهای مولکولی نشانده شده - < 38ʽm - در پلی آکریل آمید - بعنوان جاذب برای حذف آرسنیک مورد توجه است ارزیابی شامل تعیین روند حذف ،ظرفیت های جذب و pH مطلوب است. 3
-2مواد و روشها
-1-2آماده سازی راکتور
آزمایشات راکتور جریان پیوسته دوقطبی ECآزمایشگاهی - شکل - 1شامل 30لیتر مخزن آب ، پمپ سانتریفوژ ، راکتور EC مقیاس آزمایشگاهی 4.5 لیتر ی با یک جریان پیوسته افقی، منبع تغذیهDC ، آمپر متر ، ولت متر ، و دستگاه نمونه گیری است ابعاد الکترود 14 سانتی متر 13× سانتی متر 0 .3 × سانتی متر وخلوص آلومینیوم 99.5 بود. فواصل بین صفحه الکترود از 1.2 سانتی متر به 2.8 سانتی متر متفاوت است ، و در راکتور از 3 تا 5 شماره شد. غلظت آرسنیک توسط دستگاه اسپکتروفتومتر جذب اتمی اندازه گیری شد. نمونه آب در HNO3رقیق - غلظت نهایی0.1 و - pH<2 برای تعیین یونهای فلزی حفظ شد.
