تعیین کارایی حذف هیومیک اسید از محلول‌های آبی با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی

زمینه و هدف: ترکیبات هیومیک اسید (ha) باعث مشکلات بی شماری در صنعت آب و تصفیه زیستی خاک می شوند. این ترکیبات ایجاد طعم ناخوشایند و رنگ در آب نموده و جزء مهمترین پیش سازهای محصولات جانبی گندزدایی آب بشمار می روند. نانو ذرات مغناطیسی بدلیل اندازه کوچک و قدرت تفکیک آلاینده های محیط زیستاز جمله آلاینده های آب و فاضلاب در تصفیه آلاینده های سمی و خطرناک و بهسازی محیط های آلوده کاربرد دارند. هدف از انجام مطالعه حاضر بررسی کارایی حذف ha با استفاده از mnp وتعیین شرایط بهینه در حذف می باشد.روش بررسی: حذف هیومیک اسید از محلول های آبی بر روی نانو ذرات مغناطیسی بعنوان تابعی از ph، غلظت ha، زمان تماس، دوز نانو ذرات مغناطیسی و سرعت اختلاط بصورت ناپیوسته مورد مطالعه قرار گرفت و بهینه شرایط حذف بدست آمد. همچنین اثرات قدرت یونش بر فرایند جذب و کدورت خروجی از نمونه ها بررسی شد. خصوصیات mnp با استفاده از پراش اشعه ایکس (xrd) و ph نقطه صفر بار سطحی (phpzc) تعیین شد.یافته ها: راندمان حذف ha با دوز mnp رابطه مستقیم، و با غلظت ha و ph رابطه عکس دارد، همچنین افزایش زمان تماس تا 90 دقیقه و افزایش شدت اختلاط تا rpm 250، افزایش راندمان را سبب می شدند. بهینه میزان حذف ha در 5/4ph=، دوز نانو ذرات مغناطیسی g/l 7/2، غلظت hamg/l 10، شدت اختلاط rpm 250، زمان تماس 90 دقیقه و قدرت یونش برابر با mol/l1/0، به 8/98 درصد رسید. اگرچه با افزایش بارگذاری ha، کدورت خروجی از نمونه ها افزایش یافت اما از طرف دیگر افزایش قدرت یونش ضمن افزایش راندمان حذف، بطور چشمگیری کدورت خروجی را کاهش داد.نتیجه گیری: نانو ذرات مغناطیسی قادر به حذف درصد بالایی از ha می باشند. با افزایش قدرت یونش محلول، ضمن حصول راندمان حذف بیشتر، فرار نانو ذرات نیز کاهش می یابد. یکی از مزایای استفاده از mnp توانایی جداسازی آن ها از سوسپانسیون ها با استفاده از یک میدان مغناطیسی و احیای آن ها با استفاده از روش های مختلف و کاربرد مجدد آن ها است که همین امر می تواند هزینه تمام شده تصفیه خانه ها را کاهش دهد.

Humic Acid Adsorption Onto Iron Oxide Magnetic Nano Particles in Aquious Solution

Background Objectives: Humic Acid (HA) compounds affects water quality, such as color, taste and odor. The compounds not only react with disinfectants to produce disinfection byproducts (DBPs) harmful to human health. Iron oxide magnetic nanoparticles (MNPs) have a high adsorption capacity to adsorb to organic matter. In this study HA removal by IOMNPs was surveyed in aqueous solutions.Methods: The effects of pH value, agitation rate, adsorbent dose, contact time and the adsorbate concentration on the adsorption efficiency were studied as critical parameters. In addition, effect of ionic strength on the adsorption process and effluent turbidity was surveyed. The MNPs was characterized by Xray diffraction.Results: Results revealed that at HA concentration of 10 mg/L, pH 4.5, adsorbent dose of 2.7 g/l, agitation rate of 250 rpm and contact time of 90 min at presence of 0.1 M NaCl as an ionic strength agent, the HA removal reached to about 98%. Also, the turbidity of treated samples was increased with increasing of HA loading. On the other hand, increases of ionic strength resulting in increase of removal efficiency and decrees of effluent turbidity.Conclusion: With increasing HA concentration, adsorption capacity of MNPs was increased and HA removal efficiency was decreased. Increasing of ionic strength leads to increase of removal efficiency and decrease of nano particles release. MNPs are easily attracted to the magnetic field application leads to easy separation from aquatic environment.