بررسی اثر پیش‌اکسیداسیون بر حذف کربن کل آلی از آب به‌ وسیله نانو‌فیلتراسیون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران

3 کارشناس ارشد مهندسی عمران ـ محیط‌‌زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران

چکیده

مواد آلی به عنوان پیش‌سازهای اصلی ترکیبات جانبی ناشی از گندزدایی شناخته شده‌اند. تحقیقات نشان می‌دهد، این ترکیبات بسیار خطرناک و سرطان‌زا هستند. غلظت بالای کربن کل آلی، احتمال تشکیل ترکیبات جانبی را افزایش می‌دهد. در این تحقیق از کربن کل آلی به عنوان شاخص محتوای آلی آب، استفاده شده است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر پیش‌‌ازن‌زنی بر روی حذف کربن کل آلی به‌وسیله نانوفیلتر بود که به‌این منظور در قسمتی از تحقیق نانوفیلتراسیون همراه با پیش‌ازن‌زنی و در قسمتی دیگر بدون پیش‌ازن‌زنی انجام شد. نتایج نشان داد که نانوفیلتراسیون قادر به حذف مقادیر زیادی از مواد آلی بدون نیاز به پیش‌تصفیه است. در نانوفیلتراسیون به تنهایی و در فشارهای عملیاتی 4 و 8 بار، غلظت کربن کل آلی خروجی در تمامی موارد کمتر از 2 میلی‌گرم در لیتر بود که موفقیت آزمایش‌ها را نشان می‌دهد. پیش‌ازن‌زنی با غلظت 2 میلی‌گرم در لیتر، میانگین کربن کل خروجی را به 3/3 میلی‌گرم در لیتر رساند که با توجه به استاندارد سازمان محیط زیست امریکا، میزان قابل قبولی محسوب نمی‌شود. این مقدار در پیش‌ازن‌زنی با غلظت 4 میلی‌گرم در لیتر به میزان 4/2 میلی‌گرم در لیتر رسید که نشان داد پیش ازن‌زنی باعث شکستن مواد آلی درشت‌‌مولکول به انواع ریزمولکول می‌شود. در این تحقیق مشخص شد پیش‌ازن‌زنی ـ نانوفیلتراسیون باعث افزایش کربن کل خروجی از نانوفیلتر خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Pre-Oxidation Effects on TOC Removal by Nanofiltration from Water

نویسندگان [English]

  • Ali Torabyan 1
  • Gholamreza Nabi Bidhendi 2
  • Aliasghar Ghadimkhani 3
  • Hossein Etemadi 3
  • Mehri Shokouhi 3
1 Assoc. Prof. of Environmental Engineering, University of Tehran
2 Assoc. Prof. of Environmental Engineering, Dept. of Environmental Eng., University of Tehran
3 Former Grad. Student of Environmental Engineering, University of Tehran
چکیده [English]

Natural organic matter (NOM) forms the group of principal precursors to organic disinfection by-products (DBPS), which have been recognized to be human carcinogens. In fact, a high TOC concentration, used as an indicator of NOM, indicates a high potential for DBP formation. The aim of the present work was to investigate the effects of nanofiltration with and without preozonation on TOC removal. Nanofiltration alone at operating pressures of 4 and 8 bars could reduce TOC levels to slightly less than 2 mgL-1, which recorded a profile of success for all the experiments. This is while preozonation at a concentration of 2 mgL-1 recorded an effluent TOC level of 3.3 mgL-1, which is not an acceptable record. Preozonation at a concentration of 4 mgL-1 increased effluent TOC to 4.2 mgL-1, which indicates that preozonation could convert NOM from higher- to lower-MW fractions, thus increasing effluent TOC. It was also shown that preozonation-nanofiltration increased effluent TOC, as compared to nanofiltration alone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water Treatment
  • Pre-Oxidation
  • Total Organic Carbon
  • Nanofiltration
  • Membrane Process

1- Tchobanoglous, G., and Burton, F. (2003). Wastewater engineering: treatment and reuse, 4th Ed., McGraw-Hill, Metcalf and Eddy Inc.,New York.

2- Edwards, M., and Benjamin, M. M. (1992). “Effect of Pre-ozonation on coagulant-NOM-interactions.” J. AWWA, 84 (8), 63-72.

3- Manttari, M., and Nystrom, M. (2006). “Negative retention of organic compound in nanofiltration.” Desalination, 199(1-3), 41-42.

4- Torabian, A., Ghadimkhani, A. A., Rashidi Mehrabadi, A., Shokouhi, M., and Heidarzadeh, R. (2007). “Effect of pre-ozonation on total organic carbon removal in surface water treatment in Iran.” WIT, Water Resource Management,Bologna,Italy.

5- ترابیان، ع.، شکوهی هرندی، م.، نبی‌ بیدهندی، غ.ر.، قدیم‌خانی، ع. ا.، و صفایی‌فر، م. (1386). بررسی کارایی یک غشای نانوفیلتراسیون در حذف نیترات از آب آشامیدنی در شرایط عملی مختلف. م. آب و فاضلاب، 61، 15-24.

6- Frimmel, F. H., and Christman, R. F. (1988). Humic substances and their role in the environment, 1st Ed., John Wiley and Sons,New York.

7- Chen, K. C. (2003). “Ozonation, ultrafiltration and biofiltration for the control of NOM and DBP in drinking water.” J. AWWA., 82, 78-88.

8- Chen, K.C., and Masten, S.J. (2005). “Effect of combined ozonation-ultra filtration on membrane fouling and water quality.” J. of the Chinese Institute of Environmental Engineering, 15(4), 263-268.

9- Yavich, A. A. (1998). “The use of ozonation and biological fluidized bed treatment for the control of NOM in drinking water.” AWWA, 81, 45-52.

10- Karnik, B. S., Pavies, S. H., Baumann, M. J., and Masten, S. J. (2005). “The effect of combined ozonation and filtration on disinfection by-product formation.” Water Research, 39(13), 2839-2850.