گرانول هيدروكسيد آهن (GFH) جاذبي براي حذف آرسنات و آرسنيت از آب آشاميدني

Granular ferric hydroxide (GFH) as an adsorbent for removal of arsenate and arsenite from drinking water

چكيده زمينه و هدف: آلودگي آبهاي زيرزميني به آرسنيك به عنوان يك مشكل بزرگ مورد توجه خاص مي‌باشد و گزارشهاي متعددي از آلودگي آبهاي سطحي و زير زميني به آرسنيك به خصوص دو گونه آرسنات و آرسنيت در دسترس مي‌باشد كه در اين بين بعضي از مناطق استان كردستان نيز دچار اين مشكل مي‌باشند. فن آوريهاي متعددي براي حذف آرسنيك از آب آشاميدني وجود دارد كه عموماً داراي هزينه‌هاي بالا مي‌باشند. روش بررسي: در اين مطالعه از GFH به عنوان يك جاذب تقريباً جديد براي حذف آرسنات و آرسنيت در سه غلظت 0/5، 1 و 2 ميلي‌گرم در ليتر و در وزنهاي 0/25، 0/5، 1 و 1/5 گرم استفاده شد و تغييرات اثر زمان، غلظت، pH ، وزن جاذب، ميزان آهن افزوده شده به آب در حين فرآيند حذف و اثر يونهاي سولفات و كلرايد در فرآيند حذف و همچنين تبعيت فرآيند جذب از معادلات فروندليخ و لانگموئر مورد بررسي قرار گرفت و از نرم افزار Excel براي تجزيه و تحليل داده‌ها استفاده شد. يافته‌ها: نتايج آزمايشات نشان داد كه GFH داراي راندمان حذف 95 ، 86/5 و 83/75 درصدي آرسنات As (V) و 91، 83/5 و 80 درصدي آرسنيت (As(III به ترتيب در سه غلظت اوليه 0/5، 1 و 2 ميلي‌گرم در ليتر هر دو گونه آرسنات و آرسنيت در pH حدود 7/5، زمان تماس 30 دقيقه و دز جاذب 0/5 گرم در ليتر مي‌باشد. همچنين يونهاي سولفات و كلرايد تأثير چنداني در كارايي حذف ندارند. فرآيند جذب آرسنات و آرسنيت توسط GFH از ايزوترم جذب فروندليخ با ضرائب همبستگي 0/96=R2 تبعيت يكساني را نشان مي‌دهد در حالي كه آرسنات با ضريب همبستگي 0/94=R2 نسبت به آرسنيت با داشتن ضريب همبستگي 0/92=R2 تبعيت بيشتري را از ايزوترم جذب لانگموئر نشان مي‌دهد. نتايج همچنين نشان دادند كه ميزان آهن افزوده شده به محيط بيشتر از مقدار استاندارد 0/3 ميلي‌گرم در ليتر آب آشاميدني مي‌باشد. نتيجه‌گيري: جاذب GFH را مي‌توان براي مناطق آلوده كشور به خصوص استان كردستان استفاده نمود چراكه داراي كارايي بالاي حذف هر دو نوع آرسنات و آرسنيت بوده، نياز به اصلاح pH آب مي‌باشد و اين در حالي است كه داراي معايبي نظير اضافه نمودن آهن به آب، وارداتي بودن و هزينه نسبتاً بالاي اوليه مي‌باشد كه البته مشكل آهن اضافه شده به محيط را مي‌توان توسط روشهاي معمول حذف نمود.

ABSTRACT Background and Aim: The pollution of water resources with arsenic (As) is considered as a serious problem and there are several reports about pollution of superficial and underground water with arsenic, in particular arsenate and arsenite in our country specially in some areas of Kurdistan province. There are various methods for removal of arsenic from drinking water which are generally costly. Material and Methods: In this study, granular ferric hydroxide (GFH) was used as a synthetic adsorbent for removal of arsenate and arsenite with concentrations of 0.5, 1.0 and 2.0 mg/L. The effects of changing contact time, pH and concentrations of competitive anions, concentration of iron added to water during removal of arsenic and the effect of sulfate and chloride ions on removal of arsenic and compatibility of adsorption with Ferundlinch and Langmuir equations were evaluated. Excel soft ware was used for data analysis. Results: According to this study, GFH showed removal efficiencies of 95, 86.5 and 83.75 for arsenate and 91, 83.5 and 80 percent for arsenite (in initial concentrations of 0.5, 1 and 2 mg/L and at a PH of 7.5). The dosage of adsorbent for this treatment was 0.5 g/L and 30 minutes was required for contact time. SO42- and Cl- revealed no significant effect on removal of arsenic. Adsorbability of both arsenate and arsenite by GFH followed Ferundlich isotherm with R2=0.96, whereas arsenate adsorption (with R2 value of more than 0.94) complied more with Langmuir isotherm in comparison to arsenite adsorption (with R2 value of more than 0.92). Results of our study also indicated that the amount of iron added to water was much more than the standard value of 0.3mg/L used for dinking water. Conclusion: The results of our study showed GFH is highly efficient in removal of arsenate and arsenite after modification of water PH, but it has disadvantages of addition of iron to water, need of import of GFH and high cost. The problem of addition of iron to water can be managed by traditional methods.