بررسی اثر پیش ازن‌زنی بر حذف کربن آلی کل در تصفیه آبهای سطحی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران

2 کارشناس ارشد مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران

3 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعت آب و برق

4 کارشناس پژوهشی دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران

چکیده

در تصفیه آب شرب، پیش ازن‌زنی اغلب برای کنترل میکرو ارگانیسم‌ها و مواد مولد طعم و بو به کار می‌رود که می‌تواند با پیش‌اکسیداسیون و جذب، باعث حذف مواد آلی شود. در این تحقیق با به کار بردن ماده آلی هیومیک صنعتی و طبیعی، اثر پیش ازن‌زنی به عنوان کمک منعقدکننده برای حذف کربن آلی کل بررسی شد. مطالعات به صورت آزمایشگاهی و آزمایش جار با pH متغیر، دوز متغیر منعقدکننده و غلظتهای متفاوت کربن آلی کل (TOC) یعنی 4، 8 و 12 میلی‌گرم در لیتر انجام شد. همچنین دوز بهینه پیش ازن‌زنی تعیین گردید. نتایج نشان دادند که پیش ازن‌زنی بسته به غلظت TOC ورودی آبهای سطحی می‌تواند باعث بهبود انعقاد و لخته‌سازی شود. وقتی که کلرور فریک به عنوان منعقدکننده استفاده شد، پیش ازن‌زنی باعث کاهش کدورت و TOC آب ته‌نشینی در شرایط آزمایش گردید. همچنین نتایج نشان داد که پیش ازن‌زنی درTOC پایین (4 میلی‌گرم در لیتر) نسبت به TOC بالا (12میلی‌گرم در لیتر) بهتر عمل می‌‌کند. وقتی که از کلرور فریک به عنوان منعقدکننده استفاده گردید، دوز منعقدکننده مورد نیاز با افزایش TOC افزایش یافت. همچنین دوز خاص پیش ازن‌زنی تقریبا 0/5 میلی‌گرم بر هر میلی‌گرم TOC (که در تحقیق مقادیر 2، 4/5 و 5/5 میلی‌گرم در لیتر به کار برده شد) به حذف TOC کمک کرد. در نهایت با توجه به اینکه اثر پیش ازن‌زنی بر واکنشهای منعقدکننده- ذرات- مواد آلی طبیعی پیچیده است، اثر پیش ازن‌زنی به عنوان منعقدکننده نمی‌تواند مشابه کاربرد اولیه آنها (پیش‌گندزدایی) مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preozonation Effect on Total Organic Carbon Removal in Surface Water Treatment

نویسندگان [English]

  • Ali Torabian 1
  • Aliasghar Ghadimkhani 2
  • Abdollah Rashidi Mehrabadi 3
  • Mehri Shokouhi Harandi 2
  • Rasoul Janbeglou 4
1 Associate Prof., Department of Environmental Eng., University of Tehran
2 M. Sc., Department of Environmental Eng., University of Tehran
3 Assistant Professor, Department of Civil Eng., Power and Water University of Technology
4 Staff Member of Vice Chancellery for Research, Department of Environmental Eng., University of Tehran
چکیده [English]

In drinking water treatment, preozonation is often applied in order to control the microorganisms and taste and odor causing materials, which may influence organics removal by preoxidation and adsorption. Using commercial and natural water humic substances, the positive effect of preozonation as an aid to coagulation-flocculation of these compounds was confirmed by removal of TOC removal in Tehranpars Water Treatment Plant in Tehran. These experiments were conducted as bench-scale studies through a series of jar tests using different pH coagulant dosages and total organic carbon concentration of approximately 4, 8 and 12 mg/L. In addition to TOC removal, the existence of an optimum preozonation dose (OPZD) was also confirmed. Experiments show that preozonation can improve coagulation and flocculation depending on influent TOC concentration of raw water. The results demonstrate different effects of preozonation on removal of influent TOC. Preozonation showed a positive effect on a system with low influent TOC and very low molecular weight (noncolloidal) humic substances.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Preozonation
  • TOC
  • Coagulant
  • Turbidity
  • Surface water
  • Preoxidation
1- Ken, C., Steve, V., Bill, B., and Mark, C. (2000). “Secondary effects of enhanced coagulation and softening.” J. AWWA, 92(6), 63-75.

2- Singer, C. (1999). “Formation control of disinfection by- product in drinking water.” J. AWWA, 90(4), 84-89.

3- Kawamura, S. (2000). Integrated design and operation on water treatment facilities, 2nd Ed., John Wiley and Sons Press, CA.

4- Edwards, M., and Benjamin, M.M. (1992). “Effect of preozonation on coagulant-NOM-interactions.” J. AWWA, 84(63), 101-108.

5- Robert, H. (2001). “The effect of predisinfection with chlorine dioxide on the formation of haloacetic acids and trihalomethanes in a drinking water supply. ” MS. thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, USA.

6- Beker, W.C. (1995). “Impact of ozonation on coagulation: Model and natural water studies.” Doctoral dissertation, John Hopkins University, Baltimore.

7- Orren, D. S., and Tobiason, J.E. (2000). “Preozonation effects on coagulation.” J. AWWA, 92(10), 74–87.

8- Chiang, P.C., Chang, E.E., and Liang, C.H. (2002). “NOM characteristics and treatabilities of ozonation processes.” J. Chemosphere, 46, 929-936.

9- Ha, T.W., Choo, K.H., and Choi, S.J. (2004). “Effect of chlorine on adsorption/ultrafiltration treatment for removing natural organic matter in drinking water.” J.Colloid and Interface Science , 274, 587–593.

10- Ghadimkhani, A.A., Torabian, A., and Mehrabadi, A.R. (2006). “Preozonation and prechlorination effect on TOC removal in surface water treatment.” Pakistan Journal of Biological Science, 9(4) , 708-712.

11- Clesceria, L. S., Greenberg, A.E., and Eaton, A. D., eds.(1998). Standard methods for the examination of water and wastewater, APHA, WEF, AWWA, 20th  Ed., Washington DC.

12- Freese, S.D., Nozaic, D.J., Pryor, M.J., Rajogopul, R., Trollip, D.L., and Smith, R.A. (2001). “Enhanced coagulation: A viable option to advance treatment technologies in the South African Context. ” J.Water Science and Technology, 1(1), 33-41.

13- Farvardin, M.R., and Collins, A.G. (1989). “Preozonation as an aid in the coagulation of humic substances optimal preozonation dose. ” J. Water Res., 23(3), 307-316.