بهینه‌ سازی حذف نیترات از آب‌های آلوده به کمک نانوفیلترهای تجاری

وقوع خشکسالی‌های متعدد و افزایش روزافزون جمعیت، نیاز به آب آشامیدنی سالم و تصفیه آب و بهره‌گیری مناسب‌تر در مصارف صنعتی و کشاورزی را ضروری نموده است. در دسترس‌بودن آب آشامیدنی سالم در حال حاضر یکی از بزرگترین چالش‌های اجتماعی و اقتصادی در بسیاری از نقاط جهان است. یکی از آنیون‌هایی که وجود بیش از حد آن در آب برای سلامت انسان و حتی حیوان مضر می باشد، یون نیترات است. منابع آلوده کننده آب‌های زیرزمینی به نیترات فضولات حیوانی، فاضلاب‌های صنعتی، بهداشتی و کشاورزی می باشند. اگر غلظت نیترات در آب از حد مجاز(حداکثر mg/L 50) بیشتر شود، می‌تواند در افراد بزرگسال باعث تشکیل ترکیب سرطانزای نیتروزآمینها میشود.مواد و روشها: این مطالعه به بررسی تأثیر عوامل فشار، pH محلول و غلظت در کاهش نیترات از آب آلوده توسط فرآیند نانوفیلتراسیون با استفاده از نانوفیلترهای تجاری مارپیچی حلزونی پلی آمیدی TFC (ساخت کره) پرداخته است. برای این منظور از روش آماری سطح پاسخ(طراحی باکس-بهنکن) برای بهینه سازی پاسخ میزان حذف نیترات استفاده شده است تا علاوه بر کاهش تعداد آزمایش‌ها تحلیل دقیق‌تری از نتایج هم بدست آید. هر کدام از متغیر‌ها در سه سطح مختلف و در محدوده فشار Mpa 8/0-4/0، pH محلول 5 تا 9 و غلظت نیترات mg/L 160-40 مورد مطالعه قرار گرفته است. برای همه‌ی آزمایش‌ها دمای خوراک مقدار ثابت 1±C ˚20 و مقدار نرخ بازیابی 2± 75 درصد در نظر گرفته شده است. نرم افزار مورد استفاده برای این طراحی Design-Expert 8.0.1 بوده است.نتایج و بحث: داده‌ها نشان می‌دهد، با افزایش pH و کاهش غلظت درصد حذف نیترات افزایش می‌یابد. با افزایش فشار از 4/0 به سمت 6/0 مگاپاسکال، راندمان حذف نیترات به حدود 90 درصد افزایش می‌یابد. همچنین با استفاده از طراحی باکس بهنکن سطوح بهینه برای میزان حذف نیترات تا حدود 95 درصد حذف در سطوح غلظت mg/L 44، pH در حدود 9 و فشار Mpa 5/0 تخمین زده شد. نتیجه گیری: نتایج پ‍ژ‍وهش حاضر نشان میدهد که فرآیند نانوفیلتراسیون به کمک نانوفیلتر تجاری مارپیچی حلزونی پلی آمیدی (TFC) ،کارآیی مؤثری در حذف نیترات از آب‌های آلوده در حد استانداردهای آب شرب دارد. همچنین داده‌ها بیانگر آنست که عوامل pH محلول، فشار عملیاتی و غلظت نیترات در عملکرد سامانه نقش مهم و بسزایی را ایفاء می‌نمایند، ولی برهمکنش بین عوامل تأثیر چندانی بر میزان حذف نیترات ندارد.