بررسي كارايي فيلتر شني پوشيده شده با اكسيد منگنز در حضور ميدان مغناطيسي در بهبود كيفيت رواناب‌هاي شهري

Treatment of Urban Runoff Using Manganese Oxide-Coated Sand in Presence of Magnetic Field

مقدمه: افزايش سطوح نفوذناپذير علاوه بر افزايش حجم و پيك جريان، سبب افزايش نوع و مقدار آلاينده‌ها در رواناب شهري مي‌شود. رواناب آلوده اثرات نامطلوب بسياري را بر محيط زيست و آدمي مي‌گذارد. هدف اصلي اين پژوهش، بررسي كارايي شن پوشيده شده با اكسيد منگنز همراه با اعمال ميدان مغناطيسي در تصفيه رواناب‌هاي شهري بود. روش‌ها: در اين مطالعه از يك ستون پلكسي گلاس حاوي شن پوشش داده شده با اكسيد منگنز استفاده شد. در اطراف آن دو مگنت قرار داده شد و جريان رواناب به صورت مداوم به داخل ستون و رو به پايين بود. قبل و پس از عبور جريان رواناب از ستون و تامين زمان ماند كافي، نمونه‌هاي برداشت شده از نظر سرب، روي، كدورت، pH، نيترات و فسفات مورد آناليز قرار گرفتند. جهت مشخص نمودن تغيير در سطح شن از Scanning electron microscope (SEM) و براي تعيين درصد تركيبات موجود در شن از آناليز (EDAX) Energy Dispersive Xray استفاده شد. نتا‌يج: تصاوير SEM و آناليز EDAX نشان داد كه اكسيد منگنز به خوبي روي شن پوشش داده شده است. همچنين در ستون شن پوشيده شده با اكسيد منگنز در حضور ميدان مغناطيسي درصد راندمان حذف براي كدورت 6/89، سرب 9/65، روي 1/81 و فسفات 67 درصد به دست آمد. با اين وجود هيچ كاهشي در غلظت نيترات مشاهده نشد. بحث و نتيجه‌گيري: فيلترهاي شني پوشيده شده با اكسيد منگنز در حضور ميدان مغناطيسي كارايي بالايي در بهبود كيفيت رواناب‌هاي شهري داشتند. به نظر مي‌رسد كه اين مطالعه روش خوش‌آتيه‌اي براي بهبود كيفيت رواناب و صنايعي مي‌باشد كه داراي فلزات سنگين مورد مطالعه هستند.

Background: Increase of impervious surfaces in urban areas in addition to increasing volume and runoff peak, increases the variety of type and quantity of pollutants in urban storm water. Polluted runoff has many adverse impacts on human health and the environment. The purpose of this study was to investigate the efficiency of manganese oxide-coated sand in presence of magnetic field to treat urban runoff. Methods: In this study, a plexyglass column filled with manganese-coated sand and with two magnets in its proximities was used to treat the runoff. The flow was continuous and downwards. Before and after passing the column and after sufficient retaining time the samples were checked in regard to lead (Pb), zinc (Zn), turbidity, pH, nitrates, and phosphate. Scanning electron microscope (SEM) and Energy dispersive X-ray (EDAX) analysis were used to determine the changes in the coated sand surface and the percentage of sand components, respectively. Results: Scanning electron microscope and Energy dispersive X-ray analyses confirmed that the sand had been coated with manganese oxide successfully. Results indicated that turbidity, Pb, Zn and phosphate removal efficiency by the coated sand in presence of magnetic field were 89.6, 65.9, 81.1 and 67 percent, respectively; and that the coated sand was not able to remove nitrates. Conclusion: Manganese oxide-coated sand filters, in presence of magnetic field, improve the quality of urban runoff significantly. This could be a promising treatment technology that can enhance the quality of urban runoff and industrial wastewaters with heavy metals.