مقایسه کارایی بیوچار و ورمیکمپوست باگاس نیشکر در حذف نیترات از آبهای آلوده و تعیین شرایط بهینه فرایند جذب
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز ، اهواز، ایران
2 استادیار گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران
3 عضو هیات علمی موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.
4 دانشیار گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران
5 استاد گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران
doi
چکیده
وجود نیترات در منابع آبی یکی از مهمترین نگرانیهای جهانی محسـوب میشود، بنابراین استفاده از جاذبهای ارزانقیمت همچون بیوچار و ورمیکمپوست به عنوان راهکاری در جهت حفاظت محیط زیست و مدیریت بقایای گیاهی از اهمیت زیادی برخوردار است. این پژوهش با هدف مقایسه کارایی بیوچار و ورمیکمپوست باگاس نیشکر در کاهش نیترات از آبهای آلوده و بهینهسازی فرایند حذف انجام شد. پس از تهیه بیوچار و ورمیکمپوست باگاس نیشکر و تعیین خصوصیات مختلف آنها، اثر تغییر پارامترهای اسیدیته اولیه محلول (2 تا 11)، مقدار جاذب (1 تا 10 گرم بر لیتر)، دمای محلول (10، 22 و 30 درجه سلسیوس)، وجود یونهای رقیب (فسفات، سولفات، کربنات و کلر) و زمان تماس (0 تا 180 دقیقه) بر فرایند جذب مورد بررسی قرار گرفت. سپس مدلهای مختلف سینتیک و ایزوترم جذب به دادههای آزمایشگاهی برازش داده شدند. نتایج نشان داد که اسیدیته بهینه (نهایی) محلول برای حذف نیترات توسط بیوچار و ورمیکمپوست باگاس نیشکر به ترتیب برابر 64/4 و 78/3 بود و مقدار بهینه جاذب برابر 2 گرم بر لیتر به دست آمد. از میان آنیونهای رقیب، کربنات و کلر به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر کاهش حذف نیترات داشتند و افزایش دما موجب افزایش کارایی حذف نیترات گردید. همچنین زمان تعادل حذف نیترات توسط بیوچار 60 دقیقه و توسط ورمیکمپوست 120 دقیقه بود. حذف بیشتر نیترات در شرایط بهینه توسط بیوچار (7/73 درصد) نسبت به ورمی کمپوست (48 درصد) ناشی از سطح ویژه، مقدار کربن و ظرفیت تبادل آنیونی بالاتر بیوچار نسبت به ورمیکمپوست بود. از بین مدلهای سینتیک و ایزوترم، مدل سینتیک هو و همکاران و ایزوترم لانگمویر بهترین برازش را بر دادههای آزمایشگاهی داشتند.