بررسي كارآيي استفاده از فرات‌پتاسيم براي تصفيه پيشرفته فاضلاب شهري

The study of potassium ferrate application efficiency for advanced treatment of sewage

زمينه و هدف: طيف وسيعي از منعقد كننده‌ها، اكسيدان‌ها و گندزداها در تصفيه آب و فاضلاب استفاده مي‌شوند. يون فرات به عنوان يك اكسيدان قوي بالاترين پتانسيل اكسيداسيون-احيا را بين همه اكسيدان‌ها و گندزداها در تصفيه آب و فاضلاب داراست. يون فرات (شش ظرفيتي) در آب به يون هيدروكسيد فريك احيا مي شود و مي‌تواند در يك فرآيند چند منظوره به عنوان منعقد كننده، اكسيدان و گندزدا مورد استفاده قرار گيرد. هدف از اين مطالعه بررسي فرآيند تصفيه پيشرفته پساب فاضلاب شهري با استفاده از فرات پتاسيم بود. روش بررسي: در اين مطالعه نيمه تجربي تصفيه پيشرفته فاضلاب شهري توسط فرات‌پتاسيم در مقياس آزمايشگاهي روي پساب فاضلاب گندزدايي نشده با تعيين اثر متغيرهاي pH و غلظت بر ميزان حذف كدورت، تركيبات ارگاني آب (COD) و فسفر مورد بررسي قرار گرفت. به منظور تعيين كارايي گندزدايي فرات پتاسيم نيز اثر سه متغير زمان تماس، غلظت فرات و pH روي فرآيند گندزدايي با استفاده از شاخص (MPN (Most Probable Number مشخص شد. يافته ها: بهترين راندمان حذف تركيبات ارگاني آب و كدورت با استفاده از فرات‌پتاسيم در شرايط بهينه (5=pH و غلظت mg/L10) به ترتيب 65 و 90% بود. pH و غلظت بهينه فرات ‌پتاسيم در حذف فسفر نيز 5=pH و غلظت mg/L 12 بود كه موجب حذف 72 درصدي فسفر شد. بهترين شرايط كاربرد فرات پتاسيم به عنوان گندزدا در غلظت mg/L 4 و زمان تماس هاي 25 دقيقه و 6=pH بود. نتيجه گيري: فرات ‌پتاسيم به عنوان يك ماده شيميايي موثر اكسيد كننده، گندزدا و منعقد كننده مي ‌تواند در تصفيه انواع پساب هاي شهري و صنعتي مورد استفاده قرار گيرد و با اين كار دسترسي به چند هدف در يك فرآيند را ميسر گرداند.

Background and aims: A wide range of coagulants, oxidants, and disinfectants are used for water and wastewater treatment. Ferrate ion as a strong oxidant has the highest oxidation potential among all oxidants and disinfectants in water and wastewater treatment. Ferrate (VI) ions are reduced to Fe (III) ions or hydroxide ferric in water, which can simultaneously serve as a coagulant and oxidant or a disinfectant in a versatile process. The aim of this study was to determine the effectiveness of potassium ferrate use for advanced treatment of sewage. Methods: This quasi-experimental study was conducted in laboratory scale. An advanced wastewater treatment was studied by potassium ferrate on the effluent wastewater through determining the effect of pH and concentration on the removal of turbidity, the chemical oxygen demand (COD) and phosphorus. In order to determine the efficiency of disinfection of the ferrate, the effect of three varables, contact times, ferrate concentrations, and pH on disinfection processes was determined by the most probably number index (MPN). Results: The results showed that the best condition for COD removal efficiency and the removal of turbidity was %65 and %90 using potassium ferrate with pH=5 and optimum concentration of 10 mg/l. pH and concentration of potassium ferrate for optimum performance of phosphorus removal was 5 and 12 mg/L, which caused phosphorus removal %72. The optimum condition for potassium ferrate applied as disinfectant was in 4/mg/l concentration, contact time of 25 minute, and pH=6. Conclusion: Potassium ferrate can be used as an effective oxidant, disinfectant and coagulant chemical for treating a variety of municipal and industrial wastewaters. It will allow access to multiple targets in a process.