تعيين شرايط بهينه حذف پيش سازهاي محصولات ثانويه كلرينه از منابع آبي توسط نانوكربن فعال و نانوزئوليت با روش تاگوچي

Optimizing Removal Condition of CBP Precarsures in Water Resources by Activated Nano-Carbon and Nano Zeolite Using Taguchi Method

زمينه و هدف: اسيد هيوميك عامل اصلي توليد محصولات ثانويه كلرينه (CBPs) آب مي باشد كه سرطان زا هستند. هدف اين مطالعه تعيين شرايط بهينه حذف اسيد هيوميك توسط نانوكربن فعال و نانوزئوليتِ كلينوپتيلولايت اصلاح شده با سورفكتانت كاتيوني (SMNZ) از آب ورودي تصفيه خانه باباشيخعلي اصفهان بود. روش كار: اين مطالعه بصورت تجربي در مقياس آزمايشگاهي در راكتور ناپيوسته انجام شد. نمونه هاي آب مورد نياز از ورودي تصفيه خانه باباشيخعلي اصفهان تهيه گرديد. به منظور كاهش هزينه ها طراحي آزمايشات به روش تاگوچي توسط نرم افزار Mini Tab-15 براي تعيين شرايط بهينه براي حذف اسيد هيوميك توسط نانوكربن فعال و SMNZ در ابعاد كوچكتر از 100 نانومتر استفاده شد. يافته ها: در اين مطالعه تصاوير XRD تهيه شده تغييرات ايجاد شده در بار سطحي نانوزئوليت را تاييد نمود. بر اساس نسبت S/N (سيگنال به نُويز) سرعت هم زني 250 دور در دقيقه، زمان تماس 2 ساعت، كدورت NTU 10، pH برابر 5، SMNZ با دوز 0/2g/l به عنوان شرايط بهينه براي حذف اسيد هيوميك با غلظت اوليه 50mg/l به دست آمد كه در شرايط بهينه راندمان حذف بالاي 99 درصد بوده است. آزمون آماري ANOVA نيز وجود اختلاف معنادار بين راندمان حذف آلاينده، SMNZ و نانو كربن فعال را نشان داد (0/05>p). نتيجه گيري: اين مطالعه نشان داد pH كمتر از خنثي SMNZ در مقايسه با نانوكربن فعال پتانسيل خوبي در حذف اسيدهيوميك ميتواند داشته باشد. همچنين SMNZ با حذف اسيد هيوميك و كاهش شاخص SUVA قادر است توليد CBPs را به حداقل برساند.

Background & objectives: Humic acid plays a main role in formation of carcinogenic chlorinated by-products (CBPs). The aim of this study was determination of optimum conditions for removal of humic acid by using nano activated carbon and surfectant modified natural nano zeolite (SMNZ) in Isfahan Babasheikhali water treatment plant. Methods: This experimental study was performed on a laboratory scale in batch reactors. Water samples were taken from Isfahan Babasheikhali water treatment plant. Design of the experiments was set using Taguchi method implemented by Minitab 15 software to reduce costs. In order to determine optimum conditions for removal of humic acid, activated nano carbon and surfactant modified Nano clinoptilolite zeolite (SMNZ) of smaller than 100 nm were used. Results: XRD images confirmed changes in surface charge distribution of nano zeolite. Based on the signal to noise ratio, the optimal conditions obtained to remove >99% of humic acid were: pH=5, contact time=2 hours, stirring speed = 250 rpm, pollutant concentration= 50 ppm and adsorbent dosage=0.2 g/l. ANOVA statistical test showed a significant difference between the contaminant removal efficiency of SMNZ and activated nano carbon (p<0.05). Conclusions: This study showed that SMNZ could have better potential than active nano carbon for removing humic acid. SMNZ has ability to minimize CBPs through removing humic acid and reducing SUVA index.