بررسي اثر پارامترهاي فشار و دما بر حذف فلورايد از آب هاي زير زميني با استفاده از فرايند نانو فيلتراسيون

Effect of Temperature and Pressure on Removal of Fluoride from Groundwater Using Nanofiltration

سابقه و هدف: فلورايد از آلاينده‌هاي معدني مهم در آب‌هاي زيرزميني مي‌باشد كه دريافت طولاني مدت غلظت‌هاي بيش از حداكثر مجاز آن باعث فلوئوروزيس دنداني، اسكلتي و غير اسكلتي مي‌شود. از اين رو، تصفيه آب با راندمان بسيار بالا براي پايين آوردن غلظت فلورايد در آب‌هاي زيرزميني تا حد ايمن به عنوان يك چالش براي جامعه علمي شناخته شده است. اين مطالعه نيز با هدف ارزيابي فرآيند نانوفيلتراسيون در حذف فلورايد از آب‌هاي زير زميني و اثر پارامترهاي فشار و دما بر راندمان حذف انجام شد. مواد و روش‌ها: اين مطالعه در مقياس آزمايشگاهي و با استفاده از پايلوت نانوفيلتراسيون با استفاده از غشاي FILMTEC-NF90-4040 جهت فلوئورزدايي از آب‌هاي زيرزميني صورت گرفت. غلظت فلورايد آب خام ورودي بين 50/1 تا 17/2 ميلي‌گرم در ليتر و فشار و دماهاي مورد بررسي به ترتيب از 4 تا 12 بار و 10 تا 30 درجه سانتي‌گراد بود. اندازه‌گيري يون فلورايد به وسيله اسپكتروفتومتري و با استفاده از روش استاندارد اسپادنزصورت پذيرفت. يافته‌ها: نتايج به دست آمده نشان داد كه كم‌ترين و بيش‌ترين راندمان در حذف فلورايد به ترتيب 30 و 70 درصد بود. هم‌چنين مشاهده شد كه افزايش فشار و دما، راندمان و ميزان دبي تراوش يافته از غشاء را افزايش مي‌دهد. غلظت فلورايد نيز در تمامي نمونه‌هاي پساب تصفيه شده كم‌تر از حد استاندارد مجاز بود. استنتاج: اين پژوهش نشان داد كه نانوفيلتراسيون داراي راندمان مطلوبي در حذف يون فلورايد از آب‌هاي زيرزميني مي‌باشد. هم‌چنين دما و فشار بهره برداري از پارامترهاي اثرگذار بر عملكرد اين فرآيند بود و افزايش مقادير آن‌ها باعث افزايش بهره‌وري حذف يون فلورايد توسط نانوفيلتراسيون مي‌شود.

Background and purpose: Fluoride is a major mineral pollutant in groundwater. Long-term exposure to high concentration of fluoride in drinking water causes dental fluorosis, skeletal and non-skeletal fluorosis. Therefore, highly efficient water treatment that could lower the concentration of fluoride in groundwater is a challenge. This study aimed at evaluating the efficiency of Nanofiltration and the effects of pressure and temperature on the removal of fluoride from groundwater. Materials and methods: The study was conducted in laboratory scale by pilot plant using Nanofiltration membrane (FILMTEC-NF90-4040). Raw water fluoride concentration was between 1.50 and 2.17 mg/L and pressures and temperatures were 4 to 12 bars and 10 to 30°C, respectively. Fluoride ion concentration was measured by spectrophotometry using a standard SPADNS method. Results: The lowest and highest efficiency rates in removal of fluoride were 30% and 70%, respectively. We also observed that increase in pressure and temperature increased efficiency and the membrane permeate flow rate. Fluoride concentrations in all water samples were less than standard levels. Conclusion: Nanofiltration was found with favorable efficiency in removal of fluoride from groundwater. Operating pressure and temperature are amongst the parameters that affect the performance of the process and increase the efficiency of fluoride removal by Nanofiltration.