استفاده از فرآیند انعقاد در بهینه‌سازی حذف مواد آلی طبیعی در آبهای با کدورت پایین

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران

2 کارشناسی ارشد گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی تهران

3 استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران

4 دانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران

چکیده

در سالهای اخیر بهینه‌سازی فرآیند انعقاد به منظور حذف هر چه بیشتر مواد آلی طبیعی (NOM) و در نتیجه برآورده‌سازی الزامات انعقاد تشدید یافته از اهمیت قابل ملاحظه‌ای برخوردار بوده است. NOM  متشکل از دو بخش ذره‌ای و محلول می‌باشد که معمولاً بخش محلول آن سهم عمده‌ای از تلاش جهت حذف را به خود اختصاص می‌دهد. حذف مواد آلی طبیعی محلول از آبهای با کدورت پایین به شرطی که توجه کافی در تشکیل لخته‌های میکرونی (انعقاد) و ایجاد لخته‌های بزرگ (لخته سازی) صورت گیرد، می‌تواند توسط فرآیند انعقاد حاصل گردد . این مطالعه که نتایج حاصل از یک تحقیق آزمایشگاهی در مقیاس پایلوت با هدف بهینه‌سازی فرآیند انعقاد را ارائه می‌نماید، بر روی نمونه‌های آب خامی که مقدار کربن آلی کل ((TOC آنها با افزودن اسید هیومیک تجاری تنظیم شده انجام گرفته و نشان می‌دهد که pH و کدورت چگونه می‌توانند در جهت به حداکثر رساندن حذف NOM محلول تنظیم گردند. حذف NOM در دوزهای مختلف مواد منعقد کننده و درpH های مختلف با اندازه‌گیری TOC در آب خام و آب تصفیه شده مورد بررسی قرار گرفته است. در مورد آبهای با کدورت پایین, سایت‌های ضروری هسته‌ساز را می‌توان با ایجاد کدورتهای سنتتیک مثلا" توسط خاک رس تأمین نمود. تنظیم pH اولیه به حدود 5/5 و یا افزودن خاک رس قبل از افزودن ماده منعقد کننده امکان تشکیل لخته‌های میکرونی را که در نهایت به یکدیگر چسبیده و لخته‌های بزرگی را تشکیل می‌دهند، در دوزهای پایین منعقد کننده فراهم می‌آورد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using Coagulation Process in Optimizing Natural Organic Matter Removal from Low Turbidity Waters

نویسندگان [English]

  • Alireza Mesdaghinia 1
  • Mohammad Tayefeh-Rafiee 2
  • Amir Hossein Mahvi 3
  • Forugh Vaezi 4
1 Prof., School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences
2 Grad. Student of Environmental Engineering, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences
3 Assit. Prof., School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences
4 Assoc. Prof., School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences
چکیده [English]

Optimization of coagulation process  for efficient removal of Natural Organic Matters (NOM) has gained a lot of focus over the last years to meet the requirements of enhanced coagulation. NOM comprises both particulate and soluble components which the latter usually comprises the main portion. Removal of soluble NOM from low turbidity waters by coagulation is not a successful process unless enough attention is paid to stages of formation and development of both micro and macro-flocs. This study, which presents experimental results from pilot scale research studies aimed at optimizing coagulation process applied to synthetic raw waters supplemented by adding commercial humic acid with low turbidity levels, explains how pH and turbidity can be controlled to maximize soluble NOM removal. The removal of NOM at various coagulant doses and coagulation pHs has been assessed through raw and treated (coagulated-settled) water measurements of total organic carbon (TOC). For low turbidity waters, essential floc nucleation sites can be provided by creating synthetic turbidities, for example by adding clay. Adjusting the initial pH at 5.5 or adding clay before coagulant addition allows the formation of micro-flocs as well as formation of the insoluble flocs at low coagulant doses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water Treatment
  • Coagulation
  • Humic substances
  • pH control
  • Nucleation
1-Krasner, S.W., and Amy, G. (1995). “Jar-test evaluations of enhanced coagulation.” J. AWWA, 87 (10), 93-107.

2-Randtke, S.J. (1988). “Organic contaminant removal by coagulation and related process combinations.” J. AWWA, 80 (5), 40-56.

3-Eikebrokk, B. (1999). “Coagulation – direct filtration of soft, low alkalinity humic waters.” J. Wat. Sci. Tech., 40 ( 9), 55-62.

4-Budd,G.C., Hess, A.F., Shorney-Darby, H., Neemann, J.J., Spencer, C.M., Bellamy, J.D., and Hargette, P.H. (2004). “Coagulation applications for new treatment goals.” J. AWWA, 96(2), 102-113.

5-MWH. (2005). Water treatment: principles and design, 2nd Ed., John Wiley and Sons, 690-692.

6-Crozes, G., White, P., and Marshall, M. (1995). “Enhanced coagulation: Its effect on NOM removal and chemical costs.” J. AWWA, 87 (1), 78-89.

7-Singer, P.C. (1999). “Formation and control of disinfection by- products in drinking water.” Proc., American Water Works Asso., Denver, Co.

8-Childress, A.E., Vrijenhock, E.M., Elimelech, M., Tanaka, T.S., and Beuhler, M.D. (1999). “Particulate and THM precursor removal with ferric chloride.” J. Environmental Engineering, 125 (11), 1054-1061.

9-Baxter, C.W. (1998). “Full-scale artificial neural network modeling of enhanced coagulation.” MS thesis, University of Alberta.

10-Miltner, M.J., Nolan, S.A., and summers, R.S. (1994). “Evolution of enhanced coagulation for DBP coagulation: Critical issues in water and wastewater treatment.” Proc., National Conference on Environmental Engineering, ASCE, Boulder.

11-APHA, AWWA, and WEF. (1998). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th Ed., Washington, D.C.

12-Volk, C., Bell, K., Ibrahim, E., Verges, D., Amy, G., and LeChevallier, M. (2000). “Impact of enhanced and optimized coagulation on removal of organic matter and its biodegradable fraction in drinking water.” J. Wat. Res., 34 (12), 3247-3257.

13-Gao, B.Y., and Yue. Q.Y. (2005). “Natural organic matter (NOM) removal from surface water by coagulation.” J. Environmental Science, 17 (1), 124-127.

14-Cheng, R.C., Krasner, S.W., Green, J.F., and Wattier, K.L. (1995). “Enhanced coagulation: A preliminary evaluation.” J. AWWA, 87 (2), 91-103.