بررسی مقایسه‌ای حذف ترکیبات تر‌ی‌هالومتان‌ها (THMs) از آب آشامیدنی با استفاده از ستون آکنده زدایش با هوا و نانو فیلتراسیون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه بهداشت محیط دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان

2 استاد گروه بهداشت محیط دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران

3 استادیار دانشکده پلیمر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران

چکیده

تشدید آلودگی منابع آب در دهه‌های اخیر، باعث افزایش غلظت آلاینده‌های آلی آب گردیده است. با توجه به استفاده از منابع آب سطحی به عنوان یکی از عمده‌ترین منابع آب آشامیدنی در کشور و کاربرد سیستم‌های کلرزنی به عنوان متداول‌ترین روش گند‌زدایی آب آشامیدنی، احتمال تولید محصولات جانبی ناشی از گندزدایی (DBPs) در آب تصفیه شده  افزایش می‌یابد. تری‌هالومتان‌ها (THMs) اصلی‌ترین گروه تشکیل دهنده محصولات جانبی ناشی ازگندزدایی محسوب گردیده و می‌توانند خطر بروز عوارض سوء بهداشتی در کبد، کلیه و نیز سیستم اعصاب مرکزی را افزایش دهند. در این تحقیق دو پایلوت ستون آکنده زدایش با هوا و نانو فیلتر (NF) با مدول مارپیچی طراحی و راه‌اندازی گردید. اثرات ناشی از تغییرات غلظت کلروفرم به عنوان ترکیب شاخص‌ تری‌هالومتان‌ها، تغییرات گذر حجمی جریان عبوری در هر دو سیستم و تأثیر فشار عبوری در پایلوت غشائی به عنوان عوامل اصلی مؤثر بر کارآیی حذف تری‌هالومتان‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه‌گیری غلظت کلروفرم در نمونه‌های آب با دستگاه گاز کروماتوگراف (GC) و آشکار ساز ربایش الکترون (ECD) انجام یافت. تجزیه و تحلیل داده‌ها مشخص ساخت که میان دبی جریان آب ورودی و غلظت کلروفرم با کارآیی حذف آن، رابطة آماری معنی‌داری وجود دارد. کارآیی حذف کلروفرم در ستون آکندة زدایش با هوا در این تحقیق بیشتر از غشاء نانوفیلتر 300 و 600 دالتون بوده است. در مجموع دامنة تغییرات کارآیی حذف برای ستون زدایش با هوا، نانوفیلتر 300 دالتون و نانوفیلتر 600 دالتون، در آب دیونیزه به ترتیب بین (82/3 تا 97/6درصد) ، (60/5 تا 87/2درصد) و(42/3 تا 67/6درصد) بوده است. لذا براساس شرایط موجود می‌توان نسبت به استفاده از سیستم‌های مذکور اقدام نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Comparative Study on THMs Removal Efficiencies from Drinking Water through Nanofiltration and Air Stripping Packed-Column

نویسندگان [English]

  • Mohammad Taghi Samadi 1
  • Simin Nasseri 2
  • Alireza Mesdaghinia 2
  • Mohammad Reza Alizadefard 3
1 Assist. Prof., School of Public Health, Hamedan University of Medical Sciences
2 Prof., School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences
3 Assist. Prof., Department of Polymer, Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

In recent decades, increasing pollution of water resources has caused higher rates of organic pollutants in water resources. Considering the surface water resources as one of the main water supplies in many regions of Iran and the application of chlorination for disinfecting drinking water has increased the rate of Disinfection By- Products (DBPs) formation. Trihalomethanes (THMs) as the main group of DBPs  are categorized and considered to have the potentiality of increasing the rate of liver , kidney and CNS adverse effects. Air stripping and membrane technology can be used for the removal of THMs. In this research , two pilots were designed and set up : Air stripping packed – column and Nanofilter(NF)spiral-wound modules. The effects of changes in flow rate and chloroform concentrations were investigated in both treatment systems and the transmemberane pressure for membrane pilot as the basic variables affecting removal efficiencies. Gas Chromatography(GC) with Electron Capture Detector(ECD) was used for determination of chloroform concentration in water samples. The obtained data were analyzed by SPSS and non-parametric Kruskal–Wallis .The results showed a positive correlation between the flow rate and chloroform concentration, and removal efficiencies. In this study, chloroform removal efficiencies for air stripping pack-column were higher than NF 300 , and 600 Da. Variation range of removal efficiencies for air stripping column , NF 300 Da and 600 Da with deionized water samples has been 82.3% to 97.6 %, 60.5% to 87.2%  and 42.3% to 67.6 % , respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Trihalomethans
  • Nanofiltration
  • Air Stripping Packed – Column
1-Frederick, W. (1998). Small systems to tackle disinfection by-products, AWWA technical reports ,
1-6.

2- Bryant, E. (1992). Disinfection alternatives for safe drinking water, Van Nostrand Reinhold, 10-17.

3- Alicia, C. (2000). “DBP formation during chlorination.” J. AWWA, 92 , 76-90.

4- Abdel-shafy, M. (2000). “THM formation in water  supply in South Bohamia.” J.Water Research, 34 , 3452-3459.

5- Bodzek, M. (2002). “Pressure driven membranes techniques in the treatment of water containing THMs.” J. Desalination, 147 , 101-107.

6- Gallard, H. (2002). “Chlorination of natural organic matter: Kinetics of chlorination and of THM formation.” J. Water Research, 36 , 65-74.

7- Kim Chul, H. (2005). “Characterization of natural organic matter for selection of treatment processes focused on DBPs control.” J. Water Research,39,4779-4789.

8- WHO. (1998). Guidelines for drinking water quality, (Chloroform), Health criteria and other supporting information, Geneva, 255-275.

9- مؤسسة استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. (1376). ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آب آشامیدنی، چاپ پنجم.

10- حمیدیه ، م. (1373). ”ارزیابی کارآیی صافی‌های جاذب در حذف بقایای آلاینده ها از آب آشامیدنی در نقطه مصرف. “پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، 3-17.

11- دائی ، م. (1374). ”بررسی احتمال وجود تری‌هالومتان‌ها در آب آشامیدنی کشور. “پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران،
12-47.

12- Mahmud, H., and Kumar, A.(2000). “A study of mass transfer in the air stripping process.” J. Membrane Sciences, 179,29-41.

13- Karakulski, K. (2001). “Pilot plant studies on the removal of Trihalmethanes by composite reverse osmosis membranes.” J. Desalination, 140 , 227-234.

14- Mitesh, R., and Noble, D. (2004). “Pervaporation air stripping process for removal of VOCs from groundwater.” J. Membrane Sciences, 241, 257-263.

15- Chin, A., and Berube, P.R. (2005). “Removal of disinfection by-product precursors with ozone UV advanced oxidation process.” J. Water Research, 39, 2136-2144.

16- Cote, P. (1993). Nanofiltration for surface water treatment, advances in water and effluent treatment, John Willy & Sons Publishers, New York.