بررسی حذف مواد آلی رنگزا در مقادیر کم از آبهای آلوده شده

مقدمه

آب از دیر باز و از بدو پیدایش حیات نقش اساسی در ادامه زندگی و طبیعتا موجودیت انسان ایفا کرده است. در طول تاریخ آب عامل مهمی در شکل دادن به روش زندگی بشر و توسعه تکنولوژی، زبان و فرهنگ بوده است. انسان به طرق مختلف با انجام فعالیت­های کشاورزی و صنعتی و…. این نعمت الهی را آلوده می­نماید و با گذشت زمان مخازن آب سالم و گوارا به تدریج آلوده شده و شاهد تنزل کیفیت آب به­خصوص منابع محدود آب شیرین است. دانشمندان در قرن بیستم با مطالعه عملیات تصفیه آب و فاضلاب و مشاهده کمبود روش­های رایج درصدد ابداع روش­های نوین تصفیه به منظور افزایش بازدهی روش­های قبلی و حذف آلاینده‌­هایی که با روش­های سنتی قابل حذف نبودند، بر آمدند.ابداع و استفاده از روش­های اکسایش پیشرفته تحول عظیمی را در حذف آلاینده‌های محیط زیست بوجود آورده است، چنانچه فعالیت­های علمی و صنعتی انجام شده در این زمینه و تلاش برای کارآمدتر کردن این روش بیانگر این موضوع خواهد بود و مطالعه در مورد استفاده از این فرآیندها می­تواند گامی موثر در این نوآوری­ها باشد.

آب

آب مهم­ترین منبع طبیعی در جهان است به طوریکه بدون آن حیات نمی‌تواند وجود داشته باشد و اکثر صنایع نیز قادر به ادامه کار نیستند، با توجه به اینکه وجود منابع مطمئن و ایمن آب، از شرایط ضروری تشکیل یک جامعه پایدار است، آب به عنوان یک منبع طبیعی، نیازمند مدیریت و نگهداری دقیق می‌باشد که باید در سطح جهانی به رسمیت شناخته شود با وجود اینکه طبیعت، در اغلب موارد قابلیت زیادی برای جبران لطمات زیست محیطی دارد اما افزایش نیاز به منابع آب این ضرورت را پیش می‌آورد که با به کارگیری علوم مربوطه، در چرخه آب، از کیفیت و کمیت آن نگهداری و مراقبت گردد.عملیات تصفیه و آماده‌سازی در مورد آب بستگی به محل مصرف آن دارد. بعلاوه امروزه، تصفیه پساب حاصل شده در صنعت یکی از موضوعات قابل توجه زیست محیطی به شمار می­رود. مناسب­ترین پساب در هر صنعت آن است که هزینه تصفیه آن کمتر از مخارج آثار عواقب زیان­بخش ناخالصی‌های آن باشد [۱].به نظر می‌رسد که تقسیم پساب­ها بر اساس منشأ تولید، ممکن است کمک موثری در جهت تقسیم‌بندی آن­ها باشد که دارای ماهیت متفاوتی هستند. تقسیم‌بندی مزبور را می­توان به این صورت ارائه نمود  فاضلاب­های خانگی، فاضلاب­های شهری (مجموع فاضلاب­های خانگی، تجاری و تولیدی­ها)، فاضلاب­های سطحی، فاضلاب­های صنعتی، مخلوط فاضلاب­ها، آب­های خنک کننده، آب­های آلوده معادن و شیرابه‌های محل­های دفن زباله[۲].

آلودگی آب

  تمام آبهای طبیعی حاوی انواع آلودگی‌هایی هستند که از فرآیندهای فرسایش، شستشو و هوا­زدگی ناشی می‌شوند. به این آلودگی‌های طبیعی، آلاینده‌های دیگری که ناشی از تخلیه فاضلابهای خانگی و صنعتی است نیز اضافه می‌گردد. آلاینده‌های آب انواع مختلفی دارند: آلاینده‌های غیرمقاومشامل اکثر مواد آلی، بعضی مواد معدنی و برخی میکرو­ارگانیسم ها هستند که توسط فرآیندهای خودپالایی طبیعی تجزیه می‌شوند بطوریکه غلظت آنها با زمان کاهش می‌یابد. سرعت تجزیه این مواد تابعی از نوع آلاینده، کیفیت آب پذیرنده، دما و دیگر عوامل زیست محیطی است. بسیاری از مواد معدنی و برخی از مواد آلی تحت تأثیر فرآیندهای تصفیه طبیعی قرار نمی‌گیرند، بطوریکه غلظت این آلاینده‌های مقاوم^[۲] تنها با رقیق شدن کاهش می‌یابد]۳[. علاوه بر طبقه بندی آلاینده‌ها به مقاوم و غیرمقاوم، خصوصیات زیر نیز باید در مورد انواع آلاینده‌ها در نظر گرفته شود:۱- مواد سمی که مانع فعالیتهای بیولوژیکی در آب می‌شوند. منشاء این مواد از پساب های صنعتی است و شامل موارد زیر می‌باشد: فلزات سنگین موجود در پساب واحدهای آبکاری، آفت کش‌ها و حشره‌کش‌ها، پساب کارخانجات نساجی، صنایع رنگرزی و غیره.۲- موادی که بر مقدار اکسیژن آب اثر می‌گذارند:الف- موادی که اکسیژن آب را مصرف می‌کنند: شامل مواد آلی که به صورت بیوشیمیایی اکسید می‌شوند و یا مواد معدنی احیاء کننده.ب- موادی که در فصل مشترک هوا- آب مانع انتقال اکسیژن  می‌شوند. به عنوان نمونه روغنها، شوینده‌ها و انواع رنگها می‌توانند با تشکیل لایه‌ای بر روی آب، سرعت انتقال اکسیژن را کاهش دهند و تأثیر مواد مصرف کننده­ی اکسیژن را تشدید نمایند.ج- آلودگی حرارتی: غلظت اکسیژن محلول در آب با افزایش دما کاهش می‌یابد.۳- مواد معلق یا جامدات حل شده در غلظت های بالا باعث بروز مشکلاتی می‌شوند. به عنوان مثال، خاک رس با کشیدن پوششی بر بستر جریان از رشد خوراک ماهی ها جلوگیری می‌کند ] ۶-۴[.در حال حاضر تأمین آب شیرینمورد نیاز مردم، یکی از مشکلات اساسی اکثر کشورهای جهان به شمار می رود. پیش بینی‌های مؤسسات وابسته به سازمان ملل متحد نشان می‌دهد که کمبود آب شیرین مورد نیاز جوامع بشری می­تواند یکی از عوامل اصلی بروز اختلاف و برخورد ملت‌ها در دهه‌های آینده باشد. با توجه به اینکه مصرف خانگی جزء کوچک از همه آب مورد نیاز را تشکیل می‌دهد، استفاده از فاضلاب تصفیه شده (مشروط به پیروی از ضوابط بهداشتی آب) جهت آبیاری کشاورزی و نیز تأمین بخشی از مصارف صنعتی، روشی است که در همه کشورها، بدان روی آورده‌اند. فرآیندهای تصفیه معمول آب و فاضلاب اغلب برآلاینده‌های مقاوم تأثیری نمی گذارند و با توجه به وجود این مواد در اغلب پسابهای صنعتی، لزوم استفاده از فرآیندهای پیشرفته که باعث تجزیه این آلاینده‌ها گردد احساس می شود. آب خالص به­هیچ­وجه در طبیعت وجود ندارد. لیکن انواع ناخالصی ها به صورت حل شده در آب وجود دارد. جنبه وخیم تر آلودگی آب ناشی از فعالیت های انسانی مانند: شهرنشینی و صنعتی شدن است.