بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق عملکرد غشاء نانوفیلتر NE4040-90 براي حذف کلروفرم به عنوان ترکیب شاخص تريهالومتانها از آب آشامیدنی مطالعه شده است. تغییرات درصد حذف کلروفرم و فلاکس - flux - آب تصفیه شده با فشار و غلظت خوراك مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دهندهي افزایش فلاکس آب تصفیه شده با افزایش فشار بوده است. همچنین درصد حذف کلروفرم با افزایش فشار کاهش یافته است.علاوه بر این با افزایش غلظت خوراك، میزان درصد حذف کلروفرم نیز افزایش یافته است. مشاهده شده است که غلظت خوراك، تأثیري بر فلاکس آب تصفیه نداشته است. به نظر میرسد این مطلب به دلیل ماهیت آزمایشات که حذف غلظتهاي بسیار کم کلروفرم از آب را بررسی میکند، باشد.
-1 مقدمه
منابع آب سطحی یکی از عمدهترین منابع آب آشامیدنی است. با توجه به بالا بودن میزان مواد آلی طبیعی - NOMs - در این آب- هاو کاربرد روشهاي کلرزنی به عنوان متداولترین روش گندزدایی آب آشامیدنی، احتمال تولید محصولات جانبی ناشی از فرایند گندزدایی - - DBPsدر این سیستمها بیشتر میشود. یکی از محصولات اصلی فرایند فوق تريهالومتانها - THMs - هستند که مقادیر بیش از حد مجاز این ترکیبات بسیار خطرناك، سرطانزا و هپاتیتزا بوده و باعث بروز اثرات سوء در کبد، کلیه، سیستم عصبی و سیستم گردش خون و شیمی بدن میشوند .[1]
با توجه به اثرات نامطلوب تري هالومتانها بر سلامتی انسان،سازمانهاي مسئول محدودیتهایی براي مقدار مجاز این ترکیبات در آب آشامیدنی مشخص کردهاند. حداکثر مقدار مجاز کل این ترکیبات در آب آشامیدنی در ایران در سال 200µg/l 1376 اعلام شده است.[3 , 2] آژانس حفاظت محیط زیست در آمریکا در سال 2008 این مقدار را80µ g/l و اتحادیه اروپا در همین سال آن را100µg/l اعلام کرده است.[8 ,7 ,6 ,5 ,4]
فناوري غشاء نقشی اساسی در تصفیه منابع آبی به منظور تهیه آب آشامیدنی بازي میکند. علت گسترش زیاد استفاده از غشاها، سخت گیريهاي شدید و روز افزون استانداردهاي جهانی کیفیت آب آشامیدنی، کمبود منابع آبی و کاهش چشمگیر این منابع در سالهاي اخیر است. از طرف دیگر هزینههاي عملیات تصفیه با غشاء نسبت به سایر روشها کمتر است .[9] نانوفیلتراسیون فرایندي است که با نیروي محرك فشار،DBPها را بر اساس دو اصل اندازهي ذرات و برهم کنشهاي الکترواستاتیکی بین غشاء و یونها، با درصد بالایی حذف میکند.[10] یک غشاء نانوفیلتراسیون نوعی غشاء است که خواصی بین خواص غشاهاي اولترافیلتراسیون و غشاهاي اسمز معکوس دارد.
مزیت غشاهاي نانوفیلتراسیون این است که میتوانند در فشارهاي عملیاتی پائین فلاکس آب زیادي را تولید نمایند و نمک و مواد آلی زیادي را در خود نگه دارند و آنها را از خود عبور ندهند. فرایند نانوفیلتراسیون به دلیل راحتی عملیات، قابل اعتماد بودن و در مقایسه، مصرف انرژي کمتر و بازده زیاد آن براي برطرف کردن و از بین بردن آلودگیها ترجیح دارد .[11] بودزك و همکارانش به منظور حذف تريهالومتانها از آب از سه غشاء نانوفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و اسمزمعکوس استفاده کردند. آنها اثر فشار و نوع غشاء را بر حذف کلروفرم از آب بررسی کردند. نتایج، نشان دهندهي کارایی بالاي نانوفیلتر در فشارهاي 0/3 تا 2 مگاپاسکال بوده است.[12]
صمدي و همکارانش از ستون زدایش با هوا و دو نوع غشاء نانوفیلتر 300 و 600 دالتون با مدول مارپیچی براي حذف کلروفرم از آب استفاده کردند. اثرات ناشی از تغییرات غلظت کلروفرم، تغییرات دبی حجمی جریان عبوري و تأثیرات فشار بر سیستم غشایی به عنوان عوامل مؤثر بر کارایی حذف تريهالومتانها مورد بررسی قرار داده شد. نتایج تحقیق آنها نشان داد که سیستمهاي غشایی قابلیت بهکارگیري در تصفیه خانههاي آب آشامیدنی را داراست.[2]
ودات و همکارانش تأثیر دو پارامتر فشار و غلظت تريهالومتانها - کلروفرم، بروموديکلرومتان و ديبرموکلرومتان - را بر میزان حذف آنهااز آب توسط دو غشاء DS5 و NF200 بررسی کردند.[8] آیرن سنتانا و همکارانش کارایی تأثیر دو پارامتر هدایت و PHرا بر عملکرد دو نوع غشاء NF450 و NF1000 در حذف تري-هالومتانها از آب بررسی کردند. بر اساس مطالعات آنها با کاهش هدایت و افزایش PHدرصد حذف افزایش مییابد.[13] هدف این تحقیق بررسی اثر غلظت خوراك و فشار عملیاتی بر فلاکس آب خروجی از نانوفیلتر و میزان حذف کلروفرم به عنوان شاخص ترکیبات تريهالومتان در آب آشامیدنی است.
-2 دستگاه آزمایشگاهی و روش آزمایش
دستگاه آزمایشگاهی در این آزمایش شامل یک مخزن، یک عدد فیلتر میکرونی و یک عدد فیلتر کربنی براي پیش تصفیه آب ورودي به غشاء میباشد. در این دستگاه پمپ فشار بالا براي تأمین فشار لازم براي آب خوراك، محفظه فشار بالا براي قرار دادن غشاء در آن، سه عدد فشار سنج نسبی براي اندازه گیري فشار جریان ورودي به پمپ فشار بالا، فشار اعمال شده به غشاء و فشار آب تصفیه شده توسط غشاء، دو عدد دبی سنج براي اندازه گیري دبی آب تصفیه شده و پساب خروجی از غشاء نانوفیلتر، در نظر گرفته شده است.
نمایی از دستگاه آزمایشگاهی ساخته شده: -1مخزن -2 پمپ -3 فشار سنج -4 فیلتر کربنی -5 فیلتر میکرونی -6 پمپ فشار بالا -7 نانو فیلتر -8فلومتر -9 جریان تصفیه شده -10 جریان غلیظ دفع شده در آزمایشها هر دو جریان تصفیه و پساب به مخزن اولیه در غلظت ثابت برگردانده شدند. براي تنظیم فشار اعمال شده به غشاء از یک شیر در جریان پساب استفاده شده است.قبل از شروع آزمایشها با هر یک از فیلترها، ابتدا به مدت یک ساعت دستگاه با آب دو بار تقطیر شستشو داده شد تا هر گونه آلودگی ممکن از دستگاه زدوده شود. خوراك از حل کردن کلروفرم در آب دیونیزه با 3 غلظت 0/35، 4/75 و 66ppm تهیه شده است.تمامی آزمایشات در محدودهي دمایی 30±3 درجه سانتیگراد انجام شده است. نمونه آبهاي اولیه و تصفیه شده در فشارهاي مختلف با استفاده از روش کروماتوگرافی گازي آنالیز شده است.
