بهينه‌سازي تحرك و پراكندگي نانو ذرات آهن صفر ظرفيتي در گندزدايي پساب شهري توسط تزريق پنوماتيك گاز نيتروژن

پايدارسازي نانوذره آهن صفر ظرفيتي در محيط‌هاي آبي با پوشش‌هاي مختلف، كارايي آن را تا حدود زيادي كاهش مي‌دهد. پژوهش حاضر با هدف بهينه‌سازي تحرك و پراكندگي نانوذره براي افزايش راندمان غير فعال‌سازي باكتري‌هاي هتروتروف پساب فاضلاب‌هاي شهري، انجام شد. طراحي آزمايش، به‌روش سطح پاسخ و متد مكعب مركزي با استفاده از نرم‌افزار ديزاين اكسپرت انجام شد. نانوذره آهن در دو نوع پوشش‌دار با كربوكسي متيل سلولز و نوع ساده سنتز شد. nZVIBبا تزريق پنوماتيك توسط گاز نيتروژن وارد پساب شد و CMC-nZVI نيز توسط ميكسر در پساب مخلوط شد. مقايسه نتايج با دو روش HPC و سلولي، مولكولي (رديابي ژنتيكي توالي 16s rRNA باكتري‌ها) صورت گرفت. بيشترين راندمان غير فعال‌سازي در تزريق پنوماتيك BnZVI، توسط گاز نيتروژن در فلوي جريان 10 ليتر در دقيقه مشاهده شد كه به ميزان 90 درصد در 23 دقيقه  بود و نهايتاً با بهبود فشار و سرعت جريان گاز، راندمان غيرفعال سازي 95.6 درصد در 32 دقيقه ثبت شد. مدل نهايي به‌دست آمده از اين فرايند از معادله درجه دوم تبعيت مي‌كند. پيش‌بيني كلي مدل با ضريب تعيين (R^2=0.9447) برازش بسيار خوبي با داده‌هاي پاسخ نشان داد و اهميت آماري آن به‌وسيله آزمون آماري فيشر (Fvalue=13.29) مشخص شد. براي به‌كارگيري بهينه nZVI در فرايند غير فعال‌سازي باكتري‌هاي هتروتروف پساب شهري مي‌توان nZVI را در دو مرحله از طريق تزريق پنوماتيك مخلوط nZVI با يك گاز بي اثر مانند نيتروژن به پساب وارد نمود. راندمان غيرفعال‌سازي باكتري‌هاي تصفيه‌خانه‌هاي پساب شهري در تزريق پنوماتيك nZVI نسبت به‌ استفاده  nZVI پوشش‌دار مانندCMC ، 17 تا 39 درصد بهبود يافت.