بررسي كارايي سنگ بوكسيت معدن تاش استان سمنان در حذف فلورايد از آب زيرزميني: مطالعه موردي آب كوهبنان

Evaluation of Active Bauxite Mine (Tash) in the Removal of Fluoride From Drinking Water: A Case Study on Kuhbonan Water

اهداف دریافت مقادیر بالای فلوراید باعث مشكلات بهداشتی در سلامت انسان می‌شود؛ بنابراین یافتن راهی برای حذف فلوراید مازاد از اهداف مهم پروژه­‌های تأمین آب است. این مطالعه با هدف بررسی كارایی سنگ بوكسیت معدن تاش در حذف فلوراید انجام گرفت.مواد و روش ها مطالعه در مقیاس آزمایشگاهی روی نمونه سنتتیك و آب منطقه كوهبنان در مركز تحقیقات بهداشت محیط كرمان انجام و جاذب از بوكسیت معدن تاش در استان سمنان تهیه شد. تحلیل بوكسیت با روش طیف­‌سنجی فلوئورسانس اشعه ایكس و طیف­‌سنجی تفرق اشعه ایكس انجام گرفت و تأثیر متغیرهای pH، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت‌­های مختلف فلوراید روی حذف بررسی شد. آزمایش‌ها روی نمونه آب واقعی در شرایط بهینه انجام گرفت. به­‌منظور درك بهتر فرایند جذب، سنتیك و ایزوترم جذب بررسی و میزان فلوراید به روش اسپادنس تعیین شد. برای تجزیه‌وتحلیل داده‌­ها از نرم‌­افزار اكسل استفاده شد.یافته ها حداكثر بازده حذف فلوراید 20/68 درصد در نمونه سنتتیك در pH 7 و زمان تماس 120 دقیقه توسط 25 گرم در لیتر بوكسیت به‌­دست آمد. این میزان در نمونه واقعی در شرایط بهینه 84/45درصد است. جذب فلوراید از ایزوترم لانگ‌مویر با ضریب همبستگی 991/0 و سنتیك واكنش درجه دوم با ضریب همبستگی 985/0 پیروی می­‌كند.نتیجه گیری از بوكسیت معدن تاش بدون نیاز به آماده­‌سازی اولیه به‌منظور حذف فلوراید از آب­‌های زیرزمینی با غلظت­‌های پایین فلوراید می­‌توان به‌­عنوان یك جاذب ارزان‌قیمت و مؤثر استفاده كرد.

Background Intake of high concentration of fluoride causes health problems in human. Therefore, finding a way for removing excessive fluoride from water is among the most important tasks in water supply projects. How to remove excess fluoride from water is the objective of this project, and as a case study, it was carried out with the aim of investigating the efficiency of bauxite ore in Tash mine in removing fluoride.Materials & Methods The study was performed in a laboratory scale on a synthetic sample collected from the water of Kuhbonan region in the Environmental Health Research Center of Kerman. The adsorbent was prepared from bauxite of Tash mine in Semnan Province. Bauxite analysis was carried out by X-ray fluorescence and diffraction spectrometry methods. The effects of such parameters such as pH, contact time, the adsorbent amount, and different fluoride concentrations on the removal process were investigated. The experiments were performed on real water sample under optimal conditions. To better understand the adsorption process, kinetics and isotherm of the adsorption were investigated, too. The level of fluoride was determined by SPADNS method. For data analysis, Excel software was used.Results The maximum obtained fluoride removal efficiency was 68.20% in a synthetic sample, at pH=7, contact time of 120 minutes, by using 25 g/L bauxite. This level was obtained 45.84% in the real sample under optimal conditions. Adsorption of fluoride followed Langmuir adsorption isotherm equation with a correlation coefficient of 0.991 and second-order model with a correlation coefficient of 0.985.Conclusion Without preliminary preparation, the bauxite of Tash mine can be used as an inexpensive and effective absorbent for removing fluoride from groundwater with low concentrations of fluoride.