حذف نيترات از آب زيرزميني با استفاده از ستون جاذب حاوي رزين Purolite A-400

Nitrate Removal from Groundwater by Purolite A-400 Resin in aFixed bed Column

طراحي مناسب و موفق يك ستون جاذب، مستلزم پيش بيني تغييرات زماني غلظت جريان خروجي يا همان منحني رخنه است كه با بهره گيري از مدل سازي فرايند جذب امكان پذير است. به اين منظور، آزماييش هايي با عبور جريان محلول هاي استاندارد با غلظت 75 و 150 ميلي گرم در ليتر نيترات و آب آلوده ي يكي از چاه هاي استان گيلان از ستون جاذب حاوي رزين آنيوني Purolite A-400 انجام شد. نمونه برداري از آب خروجي ستون در زمان هاي مختلف صورت گرفت و غلظت نيترات آن تعيين گرديد. پس از انجام آزمايش ها، ويژگي هاي ديناميكي فرايند جذب با مدل سازي منحني هاي رخنه و بهره گيري از مدل هاي توماس، بوهارت- آدامز، لين- وانگ و ولبورسكا بررسي گرديد. مقايسه ي مدل هاي مذكور نشان داد كه هرچند سه مدل اول به لحاظ ساختاري تفاوت داشته و پارامترهاي هر يك اطلاعات مفيدي از فرايند جذب در اختيار قرار مي دهد، اما نتايج آنها بخوبي بر هم منطبق بوده و از اين رو مي توان بر مبناي روابط بين آنها پارامترهاي هر كدام را بدون نياز به مدل سازي مجدد، از پارامترهاي دو مدل ديگر محاسبه نمود. مدل توماس و به تبع آن دو مدل ديگر در پيش بيني منحني هاي رخنه آزمايش ها از موفقيت بيشتري در مقايسه با مدل ولبورسكا برخوردار بوده و توانست در تمام مسير فرايند با دقت بسيار خوبي غلظت نرمال شده ي نيترات در جريان خروجي از ستون ها را پيش بيني كند. در آزمايش آب زيرزميني آلوده در بخش هاي انتهايي منحني رخنه، از دقت مدل توماس (و دو مدل ديگر) كاسته شده است كه دليل آن وجود يون هاي سولفات و فسفات در آب ورودي بود.

Appropriate and successful design of an adsorbing column needs to predict dynamic changes in outflow concentration of the substance (i.e. breakthrough curve), which is possible by modeling of the adsorption process. In this study, dynamic experiments were carried out by passing two aqueous solutions of 75 and 150 mg-NO-3 L-1, and a polluted groundwater from Guilan province through a packed bed column of anionic resin, Purolite A-400. Outflow solution was sampled at different time intervals, and the samples were analyzed for nitrate concentration. Dynamic behavior of adsorption was evaluated by modeling of breakthrough curves using Thomas, Bohart-Adams, Lin-Wang and Wolborska models. Comparison and evaluation of the models showed that though the first three models were structurally different and their parameters provided useful information about adsorption process, the data simulated by them were almost the same, and thus parameters of each model could be predicted from the parameters of the two other models without refitting. The predicted curves by the models of Thomas, Bohart-Adams and Lin-Wang were in more agreement with the measured curves than the Wolborska model in all parts of the breakthrough curves, and the dynamic parameters of adsorption process were determined by them more accurately. In the experiment with the polluted groundwater, Thomas model (and other two similar models) deviated from the experimental data at the end of the adsorption process which seemed to be due to the presence of sulfate and phosphate ions in the inflow water.