بررسی کارایی فرایند انعقاد پیشرفته درحذف اسید های هیومیک از آب
محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیستمحمد مهدی امین 1 , مهدی صفری 2 , رضا رضایی 3 , افشین ملکی 4
1 - استاد گروه مهندسی بهداشت محیط دانشگاه علوم پزشکی، اصفهان، ایران.
2 - (مسوول مکاتبات): - استادیار مرکز تحقیقات بهداشت محیط دانشگاه علوم پزشکی، کردستان، ایران،
3 - استاد یار مرکز تحقیقات بهداشت محیط دانشگاه علوم پزشکی، کردستان، ایران.
4 - استاد مرکز تحقیقات بهداشت محیط دانشگاه علوم پزشکی، کردستان، ایران.
کلید واژه: اسید هیومیک, انعقاد پیشرفته, کربن آلی محلول, پلی آلومینیم کلراید,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: اسید های هیومیک بخش عمده ای از مواد آلی طبیعی هستند که اثرات منفی بسیاری، بخصوص واکنش با کلر و ایجاد محصولات جانبی گندزدایی، را در آب ایجاد می نمایند. به همین دلیل روشهای حذف این مواد از آب بسیار مورد توجه قرار گرفته است. انعقاد پیشرفته یک فرایند ساده، مناسب و موثر برای حذف مواد هیومیک از آب به شمار می رود. روش بررسی: در این مطالعه کارایی فرایند انعقاد پیشرفته با استفاده از ماده منعقد کننده پلی آلومینیم کلراید در محدوده غلظت 1تا 20 میلیگرم در لیتر در مقیاس جار تست مورد بررسی قرار گرفته است. یافته ها: کربن آلی محلول، جذب اشعه ماوراء بنفش در طول موج 254 ، جذب ویژه اشعه ماوراء بنفش و اسید هیومیک به عنوان شاخص های مواد هیومیک در غلظتی بین 1/0 تا 5 میلیگرم بر لیتر در نمونه ها تعیین مقدار شدند. نتیجه گیری: یافته های بدست آمده حاکی از بالا بودن شاخص جذب ویژه اشعه ماوراء بنفش این آب بوده که لزوم بکارگیری انعقاد پیشرفته را برای این آب نشان می دهد. همچنین بر اساس یافته های حاصله کارایی فرایند انعقاد پیشرفته برای حذف اسید های هیومیک 52 درصد ، برای کربن آلی محلول 43 درصد و جذب اشعه ماوراء بنفش در طول موج 254 نانومتر 57 درصد بدست آمد. بحث و نتیجهگیری: نتایج نشان می دهد که فرایند انعقاد پیشرفته با این ماده منعقد کننده، کم هزینه، مناسب و دارای کارایی خوبی می باشد و قادر است مواد هیومیکی را بدون کاهش کارایی حذف کدورت تا حدی مطلوب کاهش دهد.
Background and Objective: Humic acids are main components of natural organic matters that have many negative effects, especially reaction with chlorine and production of disinfection by-products in water. Thus, the methods for the removal of these substances from water have been considered. Enhanced coagulation is a simple, suitable and efficient process for the removal of humic substances. Method: This study evaluates the enhanced coagulation effectiveness, as a suitable method for the removal of humic substance by polyaluminium chloride as a coagulant in a concentration between 1 to 20 mg/l in jar test. Results: Dissolved organic carbon, ultraviolet absorbance, specific ultraviolet absorbance and humic acid were determined as humic substances indexes in concentration between 0.1 to 5 mg/l. According to the obtained results, high level of specific ultraviolet absorbance index in the water source showed that enhanced coagulation was necessary for the removal of humic substance. Also, according to the obtained results, the average removal efficiency obtained by enhanced coagulation for humic acid was 52%, for dissolved organic carbon was 43% and for UV254 was 57%. Conclusion: It was concluded that employing polyaluminium as a coagulant in enhanced coagulation process is inexpensive, suitable and efficient and can remove humic substance to optimum value without decreasing turbidity efficiency.
1- Sheng, G.P., Zhang, M.L. and Yu, H.Q., (2007). "A rapid quantitative method for humic substances determination in natural waters." Analytica Chimica Acta., 592, 162–167.
2- Maleki, A., Safari, M., Rezaee, R., Darvishi Cheshmeh Soltani, R., Shahmoradi, B., Zandsalimi, Y. (2016). "Photocatalytic degradation of humic substances in the presence of ZnO nanoparticles immobilized on glass plates under ultraviolet irradiation." Separ. Sci. Technol., 51: 2484-2489.
3- Calace, N., Palmieri, N., Mirante, S., Petronio, B.M. and Pietroletti, M. (2006). "Dissolved and particulate humic substances in water channels in the historic centre of Venice." Water Res., 40, 1109 – 1118.
4- Sierra, M.D., Giovanela, M., Parlanti, E. and Sierra E. J. S., (2006). "3D-Fluorescence Spectroscopic Analysis of HPLC Fractionated Estuarine Fulvic and Humic Acids." Chem. Soc., 17(1), 113-124.
5- Magdaleno, G.B. and Coichev, N., (2005). "Chemiluminescent determination of humic substances based on the oxidation by peroxymonosulfate. Analytica Chimica Acta. 552, 141–146.
6- Janos, P. and Zatrepalkov I., (2007). "High-performance size-exclusion chromatography of humic substances on the hydroxyethyl methacrylate column." Journal of Chromatography A. 1160, 160-165.
7- Yan, M.Q., Wang, D.S., You, S.J., Qu, J.H. and Tang, H.X., (2006). "Enhanced coagulation in a typical North-china water plant." Water Res., 40(19), 3621-3627.
8- Qin, J.J., Oo, M.H., Kekre, K.A., Knops, F. and Miller, P., (2006). "Impact of coagulation pH on enhanced removal of natural organic matter in treatment of reservoir water." Separation Purification Technol., 49 (3), 295–298.
9- Aboul-Eish, M.Y.Z. and Wells, M.J.M., (2006). "Assessing the trihalomethane formation potential of aquatic fulvic and humic acids fractionated using thin-layer chromatography." Journal of Chromatography A, 1116, 272–276.
10- Samios, S., Lekkas, T., Nikolaou, A. and Golfinopoulos, S., (2007). "Structural investigations of aquatic humic substances fromdifferent watersheds." Desalination, 210, 125–137.
11- Uyak, V. and Toroz, L., (2005). "Enhanced coagulation of disinfection byproducts precursors in Istanbul water supply." Environ. Technol., 26 (3), 261–266.
12- 12- Zhang, X. and Minear, R.A., (2006). "Formation, adsorption and separation of high molecular weight disinfection byproducts resulting from chlorination of aquatic humic substances." Water Res., 40, 221 – 230.
13- Matilainen, A., Lindqvist, N., Korhonen, S. and Tuhkanen, T., (2002). "Removal of NOM in the different stages of the water treatment process." Environment International, 28, 457– 465.
14- Uyguner, C.S., Suphandag S.A., Kerc, A. and Bekbolet, M., (2007). "Evaluation of adsorption and coagulation characteristics of humic acids preceded by alternative advanced oxidation techniques." Desalination, 210, 183–193.
15- Duan, J., Wilson, F., Graham, N. and Tay, J.H., (2002). "Adsorption of humic acid by powdered activated carbon in saline water conditions." Desalination, 151, 53-66.
16- Maleki, A., Safari, M., Shahmoradi, B., Zandsalimi, Y., Daraei, H., Gharibi, F. (2015). "Photocatalytic degradation of humic substances in aqueous solution using Cu-doped ZnO nanoparticles under natural sunlight irradiation." Environ. Sci. Pollut. Res, 22:16875–16880.
17- Weng, Y.H., Lia, K.Ch. Chaung-Hsieh, L.H. and Huang, C.P., (2006). "Removal of humic substances (HS) from water by electro-microfiltration (EMF)." Water Res., 40, 1783 – 1794.
18- Bolto, B., Dixon, D., Eldridge, R., King, S. and Linge, K., (2002). "Removal of natural organic matter by ion exchange." Water Res., 36, 5057–5065.
19- Bose, P. and Reckhow, D.A., (2007). "The effect of ozonation on natural organic matter removal by alum coagulation." Water Res., 41, 516 – 1524.
20- Liu, H.L., Wang, D.S., Xia, Z.H., Tang, H.X. and Zhang, J.S., (2005). "Removal of natural organic matter in a typical south-China source water during enhanced coagulation with IPF-PACl." J. Environ. Sci.-China, 17 (6), 1014–1017.
21- Rizzo, L., Belgiorno, V., Gallo, M. and Meric, S., (2005). "Removal of THM precursors from a high-alkaline surface water by enhanced coagulation and behaviour of THMFP toxicity on D-magna." Desalination, 176 (1–3), 177–188.
22- Freese, S.D., Nozaic, D.J., Pryor, M.J., Rajogopaul, R., Trollip, D.L. and Smith, R.A., (2001). "Enhanced coagulation: a viable option to advance treatment technologies in the South African context." Water Sci. Technol, 1 (1), 33–41.
23- Qasim, S.R., Motley, E.M. and Zhu, G., (2000). Water work engineering; planning, design and operation. 2nd Ed, Hall PTR, Texas.
24- Malgorzata K.K., (2005). "Effect of Al coagulant type on natural organic mater removal efficiency in coagulation/ ultrafiltration process." Desalination.
25- Gao, B.Y., Yue, Q.Y., (2005). Natural Organic Matter (NOM) removal form surface water by coagulation, J. Environmental Science, 17(1):124-127.
