بررسی کاربرد روش رویه پاسخ در بهینه‌سازی فرآیند انعقاد جهت حذف آرسنیک از آب

نوع مقاله : کاربردی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی کشاورزی، گروه علوم و مهندسی آب دانشکده فنی–مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی کرمان، کرمان، ایران

2 استادیار گروه علوم و مهندسی آب دانشکده فنی–مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی کرمان، کرمان، ایران

چکیده

آرسنیک آلاینده‌ای سرطان‏زا و آب آشامیدنی آلوده به آرسنیک منبع اصلی در معرض قرار‌گیری با این فلز خطرناک می‌باشد. در سال‌های اخیر شهرستان سیرجان با مشکل آلودگی منابع آبی به آرسنیک مواجه شده و با‏توجه‏به وجود تصفیه‌خانه متعارف آب در این شهر، نتایج این پژوهش می‌تواند گام مهمی در جهت کاهش و حتی مرتفع نمودن این مشکل به حساب آید. در این تحقیق با استفاده از روش رویه پاسخ، تأثیر فاکتور‌های (7،8،9)pH، کدورت (1،5،10،15،20NTU> )، غلظت اولیه آرسنیک (50،100،150،200،250 µg/l) و دوز منعقد‌کننده (10،15،20،25،30 mg/l) بر غلظت آرسنیک باقیمانده بعد از فرآیند انعقاد با استفاده از کلرورفریک بررسی شد. سنتز نمونه‌های مورد آزمایش با استفاده از آب خروجی تصفیه‌خانه انجام شد. بر اساس نتایج حاصل از رفتار متغیرهای مورد بررسی از یک مدل درجه دوم پیروی می‌کند. مدل درجه دوم پیش‌بینی شده برای رفتار پارامترها به خوبی به نتایج به‏دست آمده برازش شد. بررسی اثرات متقابل متغیر‌ها نشان داد غلظت آرسنیک باقیمانده تا حد زیادی تحت تأثیر pH می‌باشد به طوری‏که با افزایش آن در محدوده مورد مطالعه، غلظت آرسنیک خروجی نیز افزایش می‌یابد. این تأثیر منفی افزایش pH تا حدی با افزایش کدورت قابل جبران می‌باشد. باتوجه‏به ضرایب فاکتورهای مدل، اثر خطی و مربعی pH، اثر متقابل pH و کدورت و اثر خطی دوز منعقد‌کننده بیشترین تأثیر را در غلظت آرسنیک باقیمانده داشتند. باتوجه ‏به شرایط بهره‌برداری از تصفیه‏‌خانه، در pH=8، کدورت 5 NTU، با مصرف 20 mg/l منعقدکننده، آرسنیک موجود از 150 µg/l به 3.84 µg/l کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


جمالی، ه، ع.، دینارلو، ک.، پناهی فرد، م. و مرادنیا، م. 1395. روش سطح پاسخ در بهینه‌سازی تصفیه فاضلاب صنایع فرش با استفاده  از فرات پتاسیم. مجله آب و فاضلاب، 29(2): 38-47.
 
AHMAD A., Ismsil  S. and Bhatia S. 2005. Optimization of coagulation− flocculation process for palm oil mill effluent using response surface methodology. Environmental science and technology, 39(8): 2828-2834.
Anouzia A., Abrouki Y., Souabia S., Safi M. and Rhbal H. 2009. Colour and COD removal of disperse dye solution by a novel coagulant: application of statistical design for the optimization and regression analysis. Journal of Hazardous Materials, 166(2-3): 1302-1306.
Asadi Z. 2019. Investigation of the efficiency of coagulation process for ciprofloxacin antibiotic removal from aqueous solution. Journal of health research in community, 5(1): 38-48.
Baskan M. B. and Pala A. 2010. A statistical experiment design approach for arsenic removal by coagulation process using aluminum sulfate. Desalination, 254(1-3): 42-48.
Beltran-Heredia J., Sánchez-Martin J. and Gómez-Muñoz M. 2010. New coagulant agents from tannin extracts: Preliminary optimisation studies. Chemical Engineering Journal, 162(3): 1019-1025.
Bhatia S., Othman Z. and Ahmad A. L. 2007. Coagulation–flocculation process for POME treatment using Moringa oleifera seeds extract: optimization studies. Chemical Engineering Journal, 133(1-3): 205-212.
Bordoloi S., Nath S. K., Gogoi S. and Dutta R. K. 2013. Arsenic and iron removal from groundwater by oxidation–coagulation at optimized pH: laboratory and field studies. Journal of hazardous materials, 260: 618-626.
Carvalho G., Delee W., Novais J. and Pinheiro H. 2002. A factorially‐designed study of physicochemical reactive dye colour removal from simulated cotton textile processing wastewaters. Coloration technology, 118(5): 215-219.
Franceschi M., Girou A., Carro-Diaz A., Maurette M. and Puech-Costes E. 2002. Optimisation of the coagulation–flocculation process of raw water by optimal design method. Water research, 36(14): 3561-3572.
Hu C., Liu H., Chen G. and Qu J. 2012. Effect of aluminum speciation on arsenic removal during coagulation process. Separation and purification technology, 86: 35-40.
Kaboosi H., Tabari N. and Samadlouie H. R. 2014. Optimization of a-amylase production by Bacillus amyloliquefaciens using response surfaces methodology. Biological Journal of Microorganism, 3(11): 85-97.
Kong Y., Kang J., Shen J., Chen Z. and Fan L. 2017. Influence of humic acid on the removal of arsenate and arsenic by ferric chloride: effects of pH, As/Fe ratio, initial As concentration, and co-existing solutes. Environmental Science and Pollution Research, 24(3): 2381-2393.
Mishra A. K. and Ramaprabhu S. 2011. Functionalized graphene sheets for arsenic removal and desalination of sea water. Desalination, 282: 39-45.
Mohajeri S., Aziz H. A., Isa M. H., Zahed M. A. and Adlan M. N. 2010. Statistical optimization of process parameters for landfill leachate treatment using electro-Fenton technique. Journal of hazardous materials, 176(1-3): 749-758.
Mólgora C. C., Dominguez A. M., Avila E. M., Drogui P. and Buelna G. 2013. Removal of arsenic from drinking water: a comparative study between electrocoagulation-microfiltration and chemical coagulation-microfiltration processes. Separation and Purification Technology, 118: 645-651.
Mondal P., Bhowmick S., CHatterjee D., Figoli A. and Van Der Bruggen B. 2013. Remediation of inorganic arsenic in groundwater for safe water supply: a critical assessment of technological solutions. Chemosphere, 92(2): 157-170.
Noordin M. Y., Venkatesh V., SHarif S., Elting S. and Abdullah A. 2004. Application of response surface methodology in describing the performance of coated carbide tools when turning AISI 1045 steel. Journal of materials processing technology, 145(1): 46-58.
Omar F. M., Rahman N. N. N. A. and Ahmad A. 2008. COD reduction in semiconductor wastewater by natural and commercialized coagulants using response surface methodology. Water, air, and soil pollutio 195(1): 345-352.
PAllier V., Feuilade-Cathalifaud G., Serpaud B. and Bollinger J.-C. 2010. Effect of organic matter on arsenic removal during coagulation/flocculation treatment. Journal of Colloid and Interface Science, 342(1): 26-32.
Pio I., Scarlino A., Bloise E., Mele G., Santoro O., Pastore T. and Santoro D. 2015. Efficient removal of low-arsenic concentrations from drinking water by combined coagulation and adsorption processes. Separation and Purification Technology, 147: 284-291.
Pramanik B. K., Pramanik S. K. and Suja F. 2016. Removal of arsenic and iron removal from drinking water using coagulation and biological treatment. Journal of water and health, 14(1): 90-96.
Song S., Lopez-Valdivieso A., Hernandez-Campos D., Peng C., MonroyY-Fernandez M. and Razo-Soto I. 2006. Arsenic removal from high-arsenic water by enhanced coagulation with ferric ions and coarse calcite. Water research, 40(2): 364-372.
Taheriyoun M. and Memaripour A. 2019. Evaluation of Coagulation and Flocculation Process in Removal of Heavy Metals from Chemical Wastewater of Mobarakeh Steel Complex. Journal of Environmental Science and Technology, 21(6): 46-60.
Trinh T. K. and Kang L.-S. 2010. Application of response surface method as an experimental design to optimize coagulation tests. Environmental Engineering Research, 15(2): 63-70.
Wang J.-P., CHen Y.-Z., Ge X.-W. and Yu H.-Q. 2007. Optimization of coagulation–flocculation process for a paper-recycling wastewater treatment using response surface methodology. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 302(1-3): 204-210.
دوره 8، شماره 4 - شماره پیاپی 22
تغییر اقلیم وقایع فرین را تشدید نموده است
اسفند 1400
صفحه 77-86
  • تاریخ دریافت: 20 مرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 28 آبان 1400
  • تاریخ پذیرش: 15 آذر 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 01 اسفند 1400