فرشید قربانی چقامارانی

آلودگی منابع آب شامل آب های زیرزمینی و سطحی به نیترات، به دلیل حلالیت بسیار زیاد آن درآب متداول می باشد. حضور نیترات در آب های آشامیدنی و ورود آن به بدن انسان موجب ایجاد مشکلات فراوانی مانند متاموگلوبینامیادر اطفال می شود؛ لذا سازمان سلامت جهانی حد مجاز آن را در آب آشامیدنی ppm 10 اعلام نموده است. فرایندهای حذف نیترات از آب آشامیدنی دشوار و هزینه بر می باشد. برای این منظور فرایندهای فیلتراسیون غشایی می توانند به عنوان یک فن آوری سازگار با محیط زیست، به کار گرفته شوند. در این پژوهش غشای اولترافیلتراسیون PAN به کمک سورفکتنت کاتیونی برای حذف نیترات از محلول آبی مورد استفاده قرار گرفت. به منظور بررسی اثر نوع و ساختار سورفکتنت در حذف نیترات، از دو نوع سورفکتنت HTAB و CPC استفاده شد. همچنین اثر پارامترهای ضخامت غشا (150، 200 و 250 میکرون)، غلظت نیترات (ppm 40، 120 و 200) و غلظت سورفکتنت (mM 4/0، 2/5 و 10) بررسی شد. طراحی آزمایش ها توسط نرم افزار Design-expert 7.0.0 به روش سطح-پاسخ، طراحی مرکب مرکزی(Faced-center) انجام گرفت و تعداد 17 آزمایش به ازای هر سورفکتنت ارائه گردید. بر اساس نتایج به دست آمده به طور کلی، سورفکتنت CPC به دلیل ساختار سر آب دوست آن نسبت به HTAB برتری داشت؛ اما HTAB در غلظت ppm 40 نیترات توانایی حذف بیش تری نشان داد. مکانیزم مطرح شده در فرایند، تشکیل لایه ژل بر روی غشا می باشد. با گذشت زمان فیلتراسیون اهمیت پارامترهای نوع و غلظت سورفکتنت بیش تر و از اهمیت دیگر پارامترها کاسته شد. افزایش غلظت سورفکتنت به بالای غلظت بحرانی موجب افزایش قابل ملاحظه پس دهی شده اما برای CPC در نزدیکی غلظت mM 10 اندکی کاهش پس دهی مشاهده شد. مشاهدات نشان داد که در غلظت های نیترات بالاتر از ppm40و ضخامت های نزدیک به 150 میکرونپس دهی بالاتر است. بهترین راندمان پس دهی به دست آمده در شرایط بهینه پیشنهاد شده توسط نرم افزار(CPCmM 18/8،ppm 2/196 نیترات و ضخامت 160 میکرون)،% 29/80 در 30 دقیقه از فیلتراسیون با فلاکس متوسط L/m2hr 25/19 بود. افزایش فشار از 1 تا 25/2 بار در شرایط بهینه موجب بهبود فلاکس و پس دهی گردید. همچنین اصلاح غشا بهینه توسط PVP با تغییر ساختار غشا، موجب افزایش فلاکس و کاهش پس دهی شد. درصد تخلخل و محتوای آب برای غشا بهینه به ترتیب % 9/49 و % 56/82 بود.