پديد آورندگان :
باقري خليلي، زهرا دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي، ساري , غلامي سفيدكوهي، محمدعلي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري- گروه مهندسي آب , خوش روش، مجتبي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري- گروه مهندسي آب , پلنگي، جمال عباس دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري
كليدواژه :
ارتفاع بستر , راندمان حذف نيترات , قطر ستون , نرخ جريان , منحني رخنه
چكيده فارسي :
نيترات از گسترده ترين آلاينده هاي آب هاي زيرزميني و سطحي است كه مقدار بيش ازحد آن در منابع آبي بر سلامت انسان و دام تاثيرمي گذارد. در ميان روش هاي مختلف حذف نيترات، روش جذب سطحي، به علت سادگي، به صرفه بودن ازلحاظ اقتصادي و كارايي مورد توجه است. در پژوهش حاضر اثر متغيرهاي pH (چهار، شش و هشت) ، نرخ جريان (8، 11 و 16 ميلي ليتر بر دقيقه) ، ارتفاع بستر (40، 50 و 60 سانتي متر) و قطر ستون (45، 57 و 67 ميلي متر) در حذف نيترات از محلول هاي آبي با استفاده از ستون هاي زئوليت اصلاح شده بررسي شد. براي تعيين سطح ويژه و قطر خلل و فرج از آناليز BETاستفاده شد. مورفولوژي و ساختار كاني زئوليت مورد مطالعه با استفاده از آناليزهاي تعيين پراش پرتو ايكس (XRD) ، اسپكتروسكوپي اشعه ايكس انرژي متفرق (EDS) و عكس برداري ميكروسكوپي الكتروني روبشي (SEM) موردبررسي و شناسايي قرار گرفت. براي اصلاح سطح زئوليت ها، از محلول هگزادسيل تري متيل آمونيوم برمايد به غلظت 25 ميلي مولار استفاده شد. زه آب كشاورزي با غلطت 80 ميلي گرم در ليتر نيترات، به صورت مصنوعي با حل كردن نمك پتاسيم نيترات در آب مقطر در آزمايشگاه تهيه شد. نتايج آناليزها نشان داد كه نمونه زئوليت از نوع كلينوپتيلولايت به ترتيب با سطح ويژه و ميانگين قطر خلل و فرج 984/11 مترمربع در گرم و 295/15 نانومتر است. يافته ها نشان داد كه تغييرات pH، نرخ جريان، ارتفاع بستر و قطر ستون بر شاخص هاي مختلف منحني رخنه اثر معني دار (در سطح پنج درصد) دارد. حداكثر مقدار جذب در6=pH رخ داد، در حالي كه حداكثر راندمان جذب (24/65 درصد) در 8=pH حاصل شد. كاهش نرخ جريان باعث افزايش راندمان حذف نيترات شد، اما بيشترين مقدار جذب (2/0 ميلي گرم بر گرم) در نرخ جريان 11 ميلي ليتر در دقيقه رخ داد. بيشترين مقدار جذب و راندمان حذف به ترتيب در ارتفاع بستر 60 سانتي متر و قطر ستون 67 ميلي متر رخ داد.
چكيده لاتين :
Nitrate is one of the worldwide pollutants of groundwater and surface water, which affects human and livestock health at high concentration levels in water resources. Among the different techniques of nitrate removal, adsorption method has attracted attention, due to simplicity, cost-effectiveness, and efficiency. In this research, the effect of variables pH (4, 6, and 8), flow rate (8, 11, and 16 mL/min), bed height (40, 50, and 60 cm), and column diameter (45, 57, and 67 mm) were investigated on nitrate removal from aqueous solutions by modified zeolites column. The BET analysis was used to determine the specific surface and diameter of the pores. Structure and morphology of zeolite was determined using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). For modification of zeolite levels, the hexadecyltrimethylammonium bromide solution with concentration of 25 mM was used. The agricultural drainage water with concentration of 80 mg L-1 nitrate was artificially prepared by dissolving potassium nitrate salt in distilled water in the laboratory. The result of the analysis showed that the zeolite sample was from the clinoptilolite type, with specific surface area and mean pore diameter of 11.984 m2g-1 and 15.295 nm, respectively. The results also showed that changes in pH, flow rate, bed height, and column diameter on different indexes of breakthrough curve were significant at 5% level. The maximum adsorption rate occurred at pH=6, while the maximum adsorption efficiency (65.24%) occurred at pH= 8. The reduction of the flow rate caused increase in nitrate removal efficiency, but the highest amount of adsorption (0.2 mg g-1) occurred at a flow rate of 11 mL/min. The highest amount of absorption and removal efficiency occurred at the bed height and column diameter of 60 cm and 67 mm, respectively.
