روشهای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی

در این مطلب به بررسی روشهای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی می پردازیم. در حالت کلی می توان روشهای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی را به چند بخش کلی تقسیم بندی نمود که در ادامه به آنها اشاره می شود.

1. روشهای حذف آرسنیک مبتنی بر ته نشینی
2. روشهای حذف آرسنیک مبتنی بر جذب سطحی
3. روشهای حذف آرسنیک  مبتنی بر تبادل یونی
4. فرایندهای غشایی
5. سایر روشها

روشهای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی

ته نشینی

روش اول جزء روشهای سنتی حذف آرسنیک از آب آشامیدنی محسوب می شود که با توجه به محدودیت میزان حذف آرسنیک در این روش از توضیح دادن در باره ی آن صرف نظر می کنیم.

روش جذب سطحی برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی

 در این روش می توان از آلومینای فعال شده برای جذب آرسنیک بهره جست. این فرایند را می توان جزء فرایندهای فیزیکی/ شیمیایی محسوب کرد که اجزای موجود در آب خام به سطح آن جذب می شوند. این روش گرچه جزء فرایندهای جذبی به حساب می آید اما واکنش شیمیایی موجود بی شباهت به تبادل یون نیست. آلومینای فعال از آبگیری آلومینا در دمای بالا تولید می شود و شامل اکسید آلومینای آمورف و گاما می باشد. از آلومینای فعال در بسترهای پر شده جهت حذف فلوراید، آرسنیک ، سلنیوم، سیلیکا و NOM استفاده می شود. آب به صورت یکنواخت از بستر عبور می کند و ذرات از طریق جذب سطحی حذف می شوند. این ذرات با هیدروکسید روی آلومینا جایگزین می شوند. احیای این بستر از طریق سلسله مراحل عبور احیا کننده، فلاشینگ با آب و خنثی با اسید می باشد. احیا کننده یک قلیای قوی می باشد. معمولا از هیدروکسید سدیم استفاده می شود. به طور معمول از یک اسید قوی نظیر اسید سولفوریک برای خنثی سازی استفاده می شود. بسیاری از مطالعات نشان داده است که جذب سطحی روش مؤثری برای حذف آرسنیک می باشد. پارامترهای زیادی در عملکرد این روش وجود دارد که از این میان به PH، حالت اکسیدی آرسنیک ، یون های رقیب در جذب و … اشاره کرد.

 

روش تبادل یونی

این روش نیز همانند جذب سطحی جزء فرایند های فیزیکی و شیمیایی به حساب می آید، که در آن یک یون از فاز جامد با یک یون در فاز آبی جایگزین می شود. این فاز جامد در واقع رزین های تبادل یون هستند. برای ایجاد تبادل یون آب به صورت مداوم از بستر رزینی عبور می کند. زمانی که کلیه ی مکان های فعال رزین با یون یا یون های مورد نظر اشباع می شوند رزین از کار می افتد. در این نقطه باید رزین احیا شود. پارامتر های زیادی در کارایی استفاده از این روش تآثیر گذار هستند که از این میان می توان به PH، یون های رقیب، نوع رزین، آلکالینیتی، و میزان آرسنیک موجود در آب اشاره کرد. زمانی که از رزین های قلیایی قوی نوع کلراید برای حذف آرسنیک از آب استفاده می شود در PH بین ۸ تا ۹ واکنش از نوع آرسنات کلراید رخ می دهد. معمولا برای حذف آرسنیک از رزین های قلیایی قوی استفاده می شود.

روش های غشایی برای روش های حذف آرسنیک

یکی دیگر از روشهای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی استفاده از روش های غشایی نظیر اسمز معکوس می باشد. در این روش با استفاده از ممبرین ها یا همان غشاها آرسنیک موجود در آب حذف می گردد. شکل و مشخصات شیمیایی آرسنیک نقش مهمی در حذف آن به روش غشایی بازی می کند. غشا همچنین می تواند آرسنیک را از طریق جذب بر روی سطح حذف نماید. آزماش های زیادی برای بررسی نحوه ی حذف آرسنیک توسط انواع ممبرین ها انجام شده است.

الف: میکروفیلتراسیون

توانایی روش میکروفیلتراسیون برای حذف آرسنیک وابستگی بسیار زیادی به توزیع اندازه ی ذرات حامل آرسنیک در آب سطحی دارد. اندازه ی حفرات MF برای دفع آرسنیک حل شده یا کلوییدی بسیار بزرگ می باشد. با این حال با استفاده از میکروفیلتراسیون می توان ذرات بزرگتر شامل آرسنیک را حذف کرد. به صورت معمول آب های زیر زمینی دارای کمتر از ۱۰ درصد آرسنیک به صورت ذره ای می باشند در حالی که آب های سطحی می توانند از ۰ تا ۷۰ درصد شامل این نوع ارسنیک باشند. به منظور افزایش بازده حذف آرسنیک با روش میکرو فیلتراسیون می توان این روش را با روش انعقاد ترکیب کرد. از آنجایی که مکانیزم حاکم در روش میکروفیلتراسیون، مکانیزم غربال مولکولی است پس توزیع اندازه ی حفرات نقش بسیار پر رنگی در این روش ایفا می کند.

ب: الترافیلتراسیون

این روش نیز همانند روش میکروفیلتراسیون بر مبنای اندازه ی حفره ها می باشد و شاید تأثیر زیادی در حذف آرسنیک از آب های زیر زمینی نداشته باشد. اما از این روش برای حذف آرسنیک کلوییدی یا ذره ای می توان استفاده کرد. اما با این حال این روش نسبت به روش میکروفیلتراسیون برای حذف آرسنیک از آب های سطحی کارایی بهتری نشان می دهد. تحقیقات اخیر نشان می دهد که دفع الکتریکی ممبران UF نقش مهمی در حذف آرسنیک ایفا می کند.

ج: نانو فیلتراسیون

با استفاده از ممبران های نانو فیلتراسیون می توان به صورت قابل توجهی میزان آرسنیک محلول در آب را کاهش داد. ممبران NF قابلیت حذف یون های با بیش از یک بار نظیر Ca²⁺ و Mg²⁺ را دارد. اما نمی توان با استفاده از ممبران های نانوفیلتراسیون میزان یون های تک بار را کاهش داد. به لحاظ محدودیت های اندازه ی حفرات ممبران های نانوفیلتر این ممبران ها قابلیت حذف آرسنیک را دارا می بشاند. از این رو تکنولوژی نانوفیلتراسیون یکی از روش های مؤثر در حذف آرسنیک آب های زیر زمینی می باشد. استفاده از روش ننوفیلتراسیون برای آب های سطحی بایست با پیش تصفیه های مناسب صورت گیرد.

د: اسمز معکوس

یکی از قدیمی ترین روش های غشایی استفاده از ممبران های اسمز معکوس می باشد. این ممبرین ها قابلیت حذف بیشتر یون ها را با درصد بالا دارند. خروجی دستگاه های اسمز معکوس نزدیک به آب خالص می باشد. یکی از مؤثر ترین روش ها در حذف آرسنیک استفاده از ممبران های اسمز معکوس می باشد و می توان با این روش درصد بسیار بالایی از آرسنیک موجود در آب های زیر زمینی را حذف کرد.

منبع: فروشگاه اینترنتی دستگاه های تصفیه آب خانگی و صنعتی عمران سازان مهاب