اثر امواج اولتراسونیک بر حذف نیترات در محلول آبی

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده علوم زارعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

4 استاد گروه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشکده فنی، دانشگاه هند غربی، ترینیداد و توباگو.

چکیده

تخلیه و دفع پساب‌ها و فاضلاب‌های حاوی مقادیر زیاد نیترات باعث افزایش آن در آب‌های زیرزمینی و منابع آب شده که آثار مخربی بر محیط زیست و سلامت انسان دارد. با هدف بررسی اثر امواج اولتراسونیک بر حذف نیترات و خواص جذب نیترات توسط جاذب‌های بیوچار کاه برنج، بیوچار پوشش داده‌شده با آهن (III) و روی، آزمایشی به صورت تعیین پارامترهای بهینه، با سه تکرار در آزمایشگاه کیفیت آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری اجرا شد. تیمارهای منبع آب شامل استفاده از امواج فراصوت بدون استفاده از جاذب (U)، جاذب بیوچار (B)، جاذب بیوچار به همراه اولتراسونیک (BU)، جاذب بیوچار با پوشش آهن سه‌ظرفیتی (BF)، جاذب بیوچار با پوشش آهن سه‌ظرفیتی به همراه اولتراسونیک (BFU)، جاذب بیوچار با پوشش کاتیون روی (BZ) و جاذب بیوچار کاه با پوشش کاتیون روی به همراه اولتراسونیک (BZU) بود. نتایج نشان داد که امواج اولتراسونیک توانست نیترات موجود در محلول آبی را حذف کند. همچنین فرایند اولتراسونیک در فرایند جذب نیترات توسط جاذب موثر می‌باشد. نتایج در جاذب‌های بیوچار با پوشش آهن سه‌ظرفیتی و روی نشان داد که اولتراسونیک سبب افزایش pH بهینه‌ی محلول نیترات شده است و در جاذب‌های بیوچار و بیوچار پوشش‌داده شده با روی سبب کاهش دوز جاذب بهینه شده و میزان بهینه‌ی غلظت اولیه‌ی نیترات نیز در بیوچار پوشش‌داده شده با روی از 80 ppm به 150 ppm افزایش پیدا کرده است. نتایج نشان‌دهنده‌ی کاهش 27 درصدی نیترات از محلول بود. با توجه به نتایج پیشنهاد می‌شود که استفاده‌ی ترکیبی از اولتراسونیک صورت گیرد که در فرایند تجزیه و تخریب آلاینده راندمان بیشتری دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of ultrasonic waves on nitrate removal in aqueous solution

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Alashti 1
  • Mojtaba Khoshravesh 2
  • Fardin Sadegh-Zadeh 3
  • Hazi Mohammad Azamathulla 4
1 Department of Water Engineering, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
2 Associate Professor. Department of Water Engineering. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
3 Department of Soil Science, Faculty of Crop Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
4 Department of Civil and Environmental Engineering, Faculty of Engineering, The University of the West Indies, St. Augustine Campus, St Augustine, Trinidad and Tobago.
چکیده [English]

Discharge and disposal of wastewater containing high nitrate levels contribute to its increase in groundwater and water resources, posing adverse effects on the environment and human health. An experiment was conducted at laboratory water quality, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, to investigate the impact of ultrasonic waves on nitrate removal and the absorption properties of rice straw biochar absorbents. Various treatments were applied, including ultrasound alone (U), biochar absorbent (B), biochar absorbent with ultrasound (BU), iron-coated biochar absorbent (BF), iron-coated biochar absorbent with ultrasound (BFU), zinc cation-coated biochar absorbent (BZ), and ultrasound with rice straw biochar coated with zinc cations (BZU). Results showed that ultrasonic waves effectively removed nitrates from the aqueous solution and enhanced the nitrate absorption process by the absorbent. In the iron and zinc-coated biochar absorbents, ultrasonication increased the optimal pH of the nitrate solution. The biochar and zinc-coated biochar absorbents exhibited a reduction in the optimal absorbent dose, and the optimal initial nitrate concentration in zinc-coated biochar increased from 80 ppm to 150 ppm. Overall, a 27% reduction in nitrate concentration was observed in the solution. Considering the results, a combined use of ultrasonication is recommended for a more efficient decomposition of pollutants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biochar
  • Iron coating
  • Ultrasound
  • Water purification
  • Water sources
نشریه آبیاری و زهکشی ایران

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 02 دی 1402

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار