مطالعه پارامتریک و مدلسازی سینتیکی حذف مس از آبهای زیرزمینی با استفاده از دیواره واکنشی نفوذپذیر آهن صفر ظرفیتی و پومیس

آلودگی آبهای زیرزمینی به فلزات سنگین از جمله یون مس چالش های زیست محیطی و بهداشتی قابل توجهی را ایجاد کرده است. سامانه های دیواره واکنشی نفوذپذیر (PRB) به عنوان رویکردی نوین برای تصفیه در محل، پتانسیل بالایی برای مقابله با این آلودگی ها نشان داده اند. این پژوهش با هدف ارزیابی کارایی و شناسایی پارامترهای موثر بر عملکرد یک سامانه PRB مبتنی بر آهن صفر ظرفیتی (ZVI) و پومیس در حذف مس از آبهای زیرزمینی انجام شد. برای دستیابی به این هدف ستون های آزمایشگاهی در مقیاس پایلوت طراحی و ساخته شد. در این آزمایش ها تاثیر پارامتر کلیدی شامل pH در سطوح ۵ و ۷، ارتفاع بستر (۲۰ و ۴۰ سانتی متر) و نسبت اختلاط مواد ۵۰:۵۰ و ۷۵:۲۵ وزنی (ZVI : Pumice) بر فرآیند حذف مس مورد بررسی قرار گرفت. غلظت یون مس در آب ورودی و خروجی ستون ها به صورت دوره ای اندازه گیری شد تا راندمان حذف، ظرفیت جذب تجمعی (qtotal) و رفتار سینتیکی سیستم در طول زمان مشخص گردد. داده های حاصل از آزمایش ها با استفاده از مدل سینتیک درجه اول و مدل کلارک تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که سامانه PRB مورد مطالعه قادر به حذف بیش از ۹۸ درصد مس در ابتدای فرآیند بود. عملکرد سامانه به شدت تحت تاثیر pH قرار داشت؛ pH خنثی پایداری عملکرد و حفظ غلظت خروجی در محدوده استاندارد WHO را تضمین کرد در حالی که pH اسیدی منجر به کاهش سریع تر راندمان شد. افزایش ارتفاع بستر و سهم ZVI در ترکیب به بهبود کلی عملکرد کمک نمود هرچند تاثیر ارتفاع به pH وابسته بود. مدل سازی سینتیکی با هر دو مدل درجه اول و کلارک تطابق بالایی با داده های تجربی داشت (نزدیک به R۲ = ۱). در مجموع این مطالعه نشان داد که سامانه PRB مبتنی بر ZVI و پومیس یک گزینه امیدوارکننده برای حذف مس است و در حالی که پارامترهای مختلفی بر عملکرد آن تاثیرگذارند کنترل دقیق pH برای اطمینان از کارایی بالا و پایدار ضروری می باشد.

کلیدواژه ها:

دیواره واکنشی نفوذپذیر ، مس ، آهن صفر ظرفیتی ، پومیس ، اثر pH