اثر آلوم و کیتوزان بر آب‌گیری و خواص کیفی لجن حاصل از پساب خمیرکاغذ NSSC

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 هیئت علمی گروه چوب و کاغذ-دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 هیئت علمی گروه چوب و کاغذ- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: یکی از مشکلات عمده در تصفیه‌خانه فاضلاب‌های صنعتی حجم زیاد لجن می‌باشد که حل کردن آن نیازمند ارائه راهکارهای مناسب اقتصادی و زیست محیطی است. در فرآیند آماده‌سازی لجن کاربرد ترکیبات طبیعی نسبت به شیمیایی به لحاظ
زیست‌محیطی ارجحیت دارد، به همین علت متخصصین در تلاش برای یافتن مواد مناسب جهت جایگزین می‌باشند. یوسفی و همکاران (2012) به‌ بررسی کارآیی پلی‌الکترولیت طبیعی کیتوزان به‌عنوان ماده منعقدکننده در حذف کدری آب پرداختند نتایج نشان داد که کیتوزان، تأثیر اندکی بر pH آب دارد و کارایی آن در حذف کدری زیاد، نسبت به کدری کم بیشتر‌است. هدف از این تحقیق تعیین pH و غلظت بهینه دو ماده آلوم، کیتوزان و استفاده همزمان آنها در مقیاس آزمایشگاهی جهت آماده‌سازی اولیه لجن به منظور بهبود آب‌گیری می‌باشد. همچنین بررسی تاثیر این تیمارها بر کدری، رنگ و اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) آب حاصل از صاف ‌کردن لجن می باشد.
مواد و روش‌ها: جهت انجام این تحقیق از تعیین زمان صاف‌کردن و اندازه‌گیری مقدار رطوبت کیک لجن حاصل برای سنجش قابلیت آب گیری لجن استفاده شد. بدین منظور ابتدا محلول 10 درصد آلوم به وسیله حل‌کردن 10 گرم سولفات ‌آلومینیم در یک لیتر آب‌مقطر تهیه‌ شد. برای تهیه محلول کیتوزان، mg100 از پودر کیتوزان را به‌ دقت وزن‌کرده و آن ‌را در ml10 اسیدکلریدریک 1/0 مولار حل کرده و حجم آن به ml 100رسانیده شد. اسیدیته نمونه لجن آب‌دار بوسیله هیدروکسید سدیم و اسید سولفوریک در محدوده بین 4 تا 9 تنظیم شد. سپس غلظت ثابتی از آلوم، کیتوزان و آلوم-کیتوزان اضافه گردید. زمان آب‌گیریml 50 پساب به وسیله قیف بوخنر، کاغذ صافی و دستگاه خلا و مقدار رطوبت از روش خشک کردن در اتو تعیین شد.
یافته‌ها: pH بهینه برای آلوم، کیتوزان و آلوم- کیتوزان به ترتیب 5، 7 و 7 و غلظت بهینه به ترتیبppm 800 ، 90 و 600-70 به دست آمد. با اعمال این تیمارها در شرایط بهینه، بهترین تیمار جهت دستیابی به کمترین زمان آب‌گیری، تیمار آلوم- کیتوزان در pH برابر با 7 و مقدار مصرفppm 70-600 می‌باشد. همچنین بهترین تیمار برای کاهش رنگ، کدورت و COD آب حاصل از صاف‌کردن لجن، تیمار آلوم با غلظت ppm 800 و pH برابر با 5 می‌باشد.
نتیجه گیری: با افزایش pH از 4 به 9 زمان آبگیری در نمونه شاهد و تیمار شده با آلوم افزایش می‌یابد. در حالی که در نمونه های تیمار شده با کیتوزان و بخصوص آلوم – کیتوزان زمان آبگیری به pH حساسیت کمتری از خود نشان می‌دهد. همچنین تیمار آلوم در 7 pH= اثر اندکی بر رنگ و COD دارد در حالی که میزان کدورت را تا 24 درصد کاهش می‌دهد. کیتوزان به ترتیب بیشترین اثر را بر COD و سپس کدورت و رنگ داشته است. تیمار آلوم-کیتوزان تاثیر چشم‌گیری بر کدورت و COD داشته‌است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Chitosan and Alum on Dewatering and sludge qualitative properties from Wastewater of NSSC pulp

چکیده [English]

Background and objectives: One of the major problems in the industrial wastewater treatment plant is sludge volume, which requires to providing economic and environmental solutions. The use of natural compounds is preferable to the chemical compounds in the sludge treatment process, environmentally. For this reason, experts are trying to find a suitable material for replacement. Yousefi et al (2012) evaluated the efficacy of chitosan natural polyelectrolyte as a coagulant to elimination of water opacity. The results showed that chitosan has little effect on water pH and its efficiency is better in elimination of high opacity.
The chitosan is one of the natural materials. The purpose of this study was determine of optimal pH and concentration of the alum, chitosan and early preparations for simultaneous use in a pilot-scale to improve dewatering sludge. Also, the effect of these treatments was measured on turbidity, color, COD of water sludge Filtration.
Materials and methods: For this purpose, from determine of filtering time and measuring of moisture content was used for assay of dewatered sludge capabilities. In this regard, 10 percent alum solution were prepared by dissolving 10 g from aluminum sulfate in one liter of distilled water. To prepare of the chitosan solution, 100 mg from chitosan powder is carefully weighed and dissolved by 10ml chloric acid 0.1 M and then its volume was bring up to 100 ml. acidity of aqueous sludge adjustment by sodium hydroxide and sulfuric acid in the range of 4 to 9. Afterward the constant concentration of alum, chitosan and chitosan-chitosan was added. Ml 50 dewatering time was determined by Buchner funnel, filter paper and vacuum device and water content was determined by oven-dry.
Results: The results indicated that the optimal pH for alum, chitosan and alum-chitosan is 5, 7 and optimal concentrations 800, 90 and 600-70 ppm, respectively. By applying this treatment in optimal conditions the best treatment to achieve the minimum dewatering time is alum-chitosan treated with pH 7 and 70-600 ppm consumption. Also, the best treatment for reducing color, turbidity and COD of sludge filtered water is treated alum with concentration of 800ppm and pH 5.
Conclusion: Dewatering time of the control and treated with alum increased with increase in pH from 4 to 9. Dewatering time in about the samples treated with chitosan, especially alum – chitosan showed less sensitive to pH. So, the alum treatment little effect on the color and COD at pH =7, whereas the opacity decreased to 24 percent. The chitosan had highest effect on COD and then turbidity and color. Alum-chitosan treatment has a significant impact on turbidity and COD.

کلیدواژه‌ها [English]

  • sludge dewatering
  • Turbidity
  • COD
  • alum
  • Chitosan