23500

حذف نيترات از آب آشاميدني به روش لخته سازي الكتريكي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي گرايش فرايندهاي جداسازي

1397

1399/10/22

سيد نظام الدين اشرفي زاده

مهندسي شيمي، نفت و گاز

امروزه تأمين آب شرب سالم و بهداشتي به يكي از دغدغه‌هاي مهم دولت‌ها و سازمان‌هاي مرتبط مانند سازمان بهداشت جهاني تبديل‌شده است. يكي از آنيون‌هايي كه وجود بيش‌ازحد استاندارد آن در آب براي سلامت انسان و حتي حيوان مضر مي‌باشديون نيترات است. استاندارد سازمان جهاني بهداشت براي حد مجاز يون نيترات mg/L50 مي‌باشد. ميزان بالاي نيترات در آب شرب مي‌تواند منجر به بيماري مهماگلوبينما و يا سندرم بچه آبي شود. روش‌هاي مختلفي جهت حذف نيترات وجود دارد كه يكي از آنها لخته سازي الكتريكي مي‌توان اشاره كرد. اهداف اين پژوهش، حذف نيترات از محلول آبي توسط فرايند لخته سازي الكتريكي و سپس يافتن بهترين شرايط عملياتي مي‌باشد. براي بررسي تأثير پارامترهاي مختلف در حذف نيترات از محلول آبي، يك راكتور ناپيوسته آزمايشگاهي با حجم 2 ليتر، با الكترودهاي از جنس آلومينيوم (آند) و آهن (كاتد) و مجهز به سنگ هوا متصل به يك پمپ آكواريوم طراحي شد. پارامترهاي فرآيند و محدوده عملياتي آنها شامل غلظت نيترات اوليه خوراك (mg/L 10-30)، pH محلول (5-11)، فاصله بين الكترودها (cm 2-10)، ولتاژ اعمال‌شده (V 5-30) و زمان انجام فرايند (min 20-120) مورد آزمون قرار گرفت. پيش از شروع آزمايش‌ها طراحي آزمايش با استفاده از نرم‌افزار ديزاين اكسپرت و طرح مركب مركزي انجام شد و سپس 48 آزمايش مشخص‌شده توسط نرم‌افزار انجام گرديد. در اين پژوهش، شرايط بهينه براي حذف نيترات براي حالت زير مي‌باشد كه بازده 69.2 % با مصرف انرژي kWh/(mg 〖No〗_3^- removed) 5-10×29/6 حاصل گرديد: غلظت اوليه نيترات = mg/L 16 ، pH = 9.3 ، فاصله الكترود = cm 4، ولتاژ = V 12 ، زمان الكتروليز = min 50 .

1399/12/02

Nitrate Removal from Drinking Water by Electrocoagulation

1/12/2022 12:00:00 AM

Today, the provision of safe and healthy drinking water has become one of the major concerns of governments and related organizations such as the World Health Organization. One of the anions whose excessive standardization in water is harmful to human and even animal health is nitrate ion. The WHO standard for the nitrate ion limit is 50 mg/L in terms of nitrate. High levels of nitrate in drinking water can lead to Mehmaglobinemia or blue baby syndrome. Thera are a number of methods for nitrate removal which one of them is electrocoagulation. The objectives of this study are, removal of nitrate from aqueous solution by electrocoagulation process and then finding the best operating conditions. To investigate the effect of different parameters on nitrate removal from aqueous solution, a 2L laboratory batch reactor with aluminum (anode) and iron (cathode) electrodes and air rock connected to the aquarium pump was designed that process parameters and their operating range, include initial nitrate concentration (10-30 mg/L), solution pH (5-11), distance between electrodes (2-10 cm), applied voltage (5-30 V) and process time (120-20 min). At first, prior to the beginning of the experiment, we carried out the test design using the design expert software and CCD design then performed 48 experiments specified by the software. In this study, the optimum state to nitrate removal is for the following condition, which achieved 69.2% efficiency by 6.29 × 〖10〗^(-5) kWh/(mg 〖No〗_3^- ) energy consumption: Ci = 16 mg/L, pH = 9.3, ED = 4 cm, V = 12V, ET = 50 min.

تصفيه آب , حذف نيترات , لخته‌سازي الكتريكي , فرايند الكتروشيميايي

Water purification , Nitrate removal , Electrocoagulation , Electrochemical Process