کمبود میزان آب آشامیدنی در دسترس و افزایش روزافزون گازهای گلخانه‌ای در جو زمین، سبب شده تا دانشمندان و پژوهشگران به دنبال راه‌حلی اساسی برای رفع این مشکل باشند؛ زیرا این گازها موجب افزایش دمای سطح زمین و به‌تبع آن، آب شدن یخچال‌های طبیعی و تبخیر آب‌های سطحی خواهند شد.
با توجه به کمبود آب آشامیدنی، محققان در تلاش هستند که برای آبیاری زمینهای کشاورزی یا در کارخانه‌های صنعتی از پساب های موجود استفاده کنند. اما نمی‌توان از فاضلاب‌ها به‌طور مستقیم استفاده کرد زیرا برخی از آن ها حاوی مواد سمی، خطرناک و مضر برای سلامتی انسان ها و محیط زیست هستند. همچنین بعضی از پساب‌ها را نمی‌توان مستقیماً دفن و یا وارد محیط‌زیست کرد، خصوصاً پساب مربوط به بیمارستان‌ها، کارخانه‌های مواد شیمیایی و تسلیحات نظامی و شیمیایی زیرا میزان آلاینده‌های موجود در این پساب بسیار بالاست. با این تفاسیر قبل از استفاده، بایستی تصفیه بر روی آن ها انجام شود و مواد آلاینده، میکروب‌ها و مواد مضر آن ها از بین برود. اما بسته به نوع و کیفیت پساب، روش‌های مختلفی ارائه‌شده است که در این فصل به برخی از آن ها اشاره خواهد شد.
2-1- شناسایی آلاینده فنلی
فنل و ترکیبات فنلی جزء مواد آلی بسیار پایدار بوده و از آلاینده‌های متداول منابع آبی می‌باشند. این ترکیبات بطور طبیعی از قطران زغال‌سنگ و تقطیر بنزین و به‌صورت مصنوعی در اثر حرارت دادن سولفات بنزن سدیمی با سود آبدار در فشار بالا تولید می‌شوند[]. به‌طورمعمول، سالانه حدود 6 میلیون تن فنل در سراسر جهان تولید می‌شود[2]. فنل و مشتقاتش در فاضلاب‌های صنایع مختلفی از قبیل پالایشگاه‌های نفت، کوره‌های زغال‌سنگ، کک سازی‌ها، کارخانه‌های پتروشیمی[2]، رزین و پلاستیک، کارخانه‌های پارچه و چرم، کاغذ و خمیرکاغذ، فرایندهای ریخته‌گری و کارخانه‌های بازیافت کائوچو حضور داشته و عمدتاً از طریق تخلیه فاضلاب‌های این صنایع وارد محیط می‌شوند[3].
میزان فنل در پساب صنایع مختلف، در جدول 1‑1 گزارش‌شده است.
فنل حتی با غلظت‌های کم نیز به زندگی ماهی‌ها آسیب می رساند[5]، بطوریکه محدوده سمیت این آلاینده برای انسان بین mg/l 24-10، برای ماهی‌ها بین mg/l 25-9 و غلظت کشنده در خون برابر با mg/l 150 است[6]. سازمان بهداشت جهانی[1]، حداکثر غلظت مجاز فنل در
آب آشامیدنی را mg/l 1 تعیین کرده است[7].
مسمومیت انسان توسط فنل سبب بروز سردرد و سرگیجه، حالت تهوع، اشکال در بلعیدن غذا، آسیب کبدی، غش و … خواهد شد[8].
در جدول 1‑2، خواص فیزیکی و شیمیایی این آلاینده ذکرشده است.
3-1- روش های حذف فنل
روش‌های مرسوم تصفیه پساب‌های حاوی ترکیبات فنلی، به 3 دسته تقسیم می‌شوند[10]:
1- فیزیکی
2- شیمیایی
3- بیولوژیکی
از این میان، تصفیه فیزیکی به‌عنوان مؤثرترین و رایج‌ترین روش برای حذف ترکیبات فنلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
1-3-1- جذب سطحی
از میان روش‌های حذف، جذب سطحی یکی از ساده‌ترین و درعین‌حال پرکاربردترین روش‌های موجود است. بررسی‌ها نشان داده که تصفیه پساب حاوی ترکیبات فنلی توسط کربن فعال، یکی از روش‌هایی است که دارای پتانسیل بالایی در تصفیه دارد[8, 11, 12].
کربن فعال پودری[1] در مقایسه با کربن فعال دانه‌ای[2] نرخ جذب بسیار سریع‌تر و ظرفیت جذب بیشتری (با توجه به افزایش سطح، حجم منافذ و تخلخل) دارد[13]. با توجه به مزایای ذکرشده، عمدتا از کربن پودری در تصفیه آب آشامیدنی، پساب و بخصوص تصفیه آلودگی‌های ناگهانی استفاده می‌شود[14].
مهمترین عامل در روش جذب سطحی، انتخاب جاذب است. بنابراین جستجو برای جاذب کم‌هزینه و در دسترس باعث شده تا بسیاری از محققان به دنبال مواد طبیعی و مصنوعی به‌عنوان جاذب برای روش‌های اقتصادی و مؤثر باشند. اخیراً استفاده از جاذب‌های آلی به زمینهای جذاب برای پژوهش‌ها تبدیل‌شده است[15]. اگرچه جاذب مورد استفاده ممکن است با توجه به شرایط عملیاتی و نوع آلاینده متفاوت باشد، اما خواص مؤثر بر بازدهی جاذب عبارت‌اند از:
1- سطح مؤثر بزرگ
2- همگن بودن اندازه منافذ
3- توانایی جذب انتخابی
4- احیاء آسان و قابلیت چندین بار استفاده
جاذب‌های مصنوعی که شرایط ذکرشده را داشته باشند بسیار گران‌قیمت بوده و بنابراین استفاده از جاذب‌های طبیعی به زمینهای فعال برای پژوهش‌ها تبدیل شده است[16]. از جمله جاذب‌هایی که برای حذف فنل استفاده‌شده‌اند عبارت‌اند از: نانو ذرات اکسید آهن، سیلیکا ژل[1]، کربن فعال، رزین‌های پلیمری و زئولیتی، نانو ذرات تیتانیوم اکسید، آلومینای فعال، خاک‌اره[2]، کربن پوسته تمبر هندی[3]، پوسته آناناس[4] و تفاله چای[6].
از جمله مزایای فرایندهای جذب سطحی،سادگی عملیات و میزان جذب بالا است. معایب اصلی این روش، هزینه احیاء بالا و مقاومت مکانیکی ضعیف جاذب ها هستند [17, 18].
[1] Silica gel
[2] Sawdust
[3] Tamarind shell
[4] Pineapple peels
[1] Powdered activated carbon
[2] Granular activated carbon
[1] World Health Organisation (WHO)
فرم در حال بارگذاری ...
