بررسي عملكرد غشاي نانو - پليمري توليد شده در حذف برخي كاتيون‌ها و نسبت جذب سديم از زهاب كشاورزي

Assessment of a fabricated Nano-polymeric membranes function on rejection of some cations and Sodium Absorption Ratio of an agricultural drainage water

حجم بالاي زهاب­هاي شور كشاورزي و ضرورت پرهيز از اثرات نامطلوب زيست­محيطي ناشي از تخليه آنها به منابع پذيرنده، در كنار وقوع شرايط بحراني كمبود آب در دسترس، برنامه­ريزي و اقدام جهت تخليه اصولي و بهره­برداري مجدد از اين قبيل آبهاي نامتعارف را ضروري مي­سازد. هدف از اين تحقيق، بررسي عملكرد و كارايي يك غشاي نانو-پليمري توليد شده در سطح آزمايشگاهي، از نظر قابليت آن در كاهش نسبت جذب سديم (SAR) و كاتيون­هاي مرتبط در زهاب كشاورزي است. غشاي نانو- پليمري مورد نظر با تركيب 80% پلي­اتيلن با درجه فيلم و 20% پلي­اولفين الاستومر توليد شد. جهت اجراي تحقيق، زهاب مورد نياز از اراضي كشت و صنعت شمال خرمشهر تهيه شد و تأثير شوري زهاب و نيز تراوايي غشا بر درصد حذف پارامترهاي هدايت الكتريكي (EC)، كاتيون يك ظرفيتي سديم (Na+)، مجموع كاتيون­هاي دو ظرفيتي كلسيم و منيزيم (Ca2++Mg2+) و نسبت جذب سديم (SAR) مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش­ها در پنج سطح رقت زهاب، مشتمل بر بدون رقيق‌سازي يا 0%، 20%، 40%، 60% و 80% رقيق­سازي تعريف گرديد. ارزيابي خصوصيات غشا نشان داد كه غشا داراي متوسط شعاع منافذ 778/0 نانومتر و ضخامت 20 ميكرومتر و تخلخل 42/36% است. توالي درصد حذف نمك­ها به صورت CaCl2>NaCl>Na2SO4 بود كه نشان­دهنده بار مثبت غشا است. بر اساس نتايج حاصل از آزمايش‌ها با خوراك زهاب، ميزان حذف Na+ و Ca2++Mg2+ زهاب در كليه نسبت رقت­ها به ترتيب در دامنه 71/50%-76/39% و 95/40%-34/19% درصد تغيير مي­يافت. مقدار حذف EC و پارامتر SAR نيز به ترتيب برابر با 18/46%-10/37% و 38/36%-80/30% بود. در نهايت، عملكرد اين غشاي نانو-پليمري با يك نمونه غشاي تجاري موجود در بازار (غشاي NF2، سپرو) مقايسه گرديد. نتايج نشان داد كه عليرغم تراوايي كمتر غشاي توليدي، درصد حذف EC توسط آن در كليه نسبت رقت­ ها از غشاي تجاري بيشتر بود و غشاء جديد از اين نظر، عملكرد بهتري را از خود نشان داد.

The huge volume of saline agricultural drainage water and necessity of avoiding it's undesirable environmental side effects which caused by discharge to water bodies, beside critical situation caused by shortage of water availability, necessitated of planning and proceeding to depletion and reuse of such marginal waters. The objective of this study was assessing and evaluation of a laboratory made nano-polymeric membrane in rejection of sodium absorption ratio (SAR) and ralated cations in agricultural drainage water. The Nano-polymeric membrane fabrication was performed by using % 80 polyethylenes with film grade (PE020) and %20 polyolefin elastomer (POE) polymeric composition. Natural agricultural drainage water was collected from Khorramshahr irrigation & drainage project located in Khuzestan province. In this experiment, the effect of feed agricultural drainage water salinity and membrane permeability on reduce of Electrical Conductivity (EC), SAR, Na monovalent cation and divalent cations of Ca2++Mg2+ was studied. Experiments defined in five dilution levels of drainage water (0, 0.2, 0.4, 0.6 and 0.8). The characterization of the membrane showed that mean pore radius was about 0.778 nm, the thickness about 20 (µm) and membrane porosity was 36.42%. Salt rejection sequence was: CaCl2>NaCl>Na2SO4 which showed that the membrane is positively charged. The rejection rate of Na+ and Ca2++Mg2+ of agricultural drainage water in all dilution levels were between 39.76-50.71% and 19.34-40.95%, respectively. The rejection rate of EC and SAR were changed between 37.10-46.18% and 30.80-36.38 %, respectively. Finally, the efficiency of this laboratory-made Nano-polymeric membrane was compared with a commercial membrane (NF2, Spero). Results showed that despite of lower permeability of PE membrane, its EC rejection rate was higher than commercial membrane in all dilution levels