تأثیر غلظت نانوذره و اندازه ذرات ماسه بر منحنی‌های انتقال و نگهداشت نانوذرات CMC-nZVI در محیط متخلخل اشباع

Abstract

فهم انتقال و نگهداشت نانوذرات آهن صفر ظرفیتی (nZVI) در محیط زیرسطحی برای طراحی سیستم‌های تصفیه و احیای در محل آب‌های زیرزمینی ضروری است. در این مطالعه از آزمایش‌های اشباع ستون ماسه برای بررسی اثرات همزمان غلظت نانوذره و اندازه ذرات ماسه بر میزان انتقال و نگهداشت نانوذرات آهن صفر ظرفیتی پوشش داده شده با کربوکسی متیل سلولز (CMC-nZVI) استفاده شد. بدین منظور، 12 آزمایش با ترکیبی از 4 غلظت متفاوت نانوذره (mg/l 10000، 3000، 200، 10C0= ) و سه اندازه ماسه (mm 2-1، 1-5/0، 5/0-35/0 d=) صورت گرفت. غلظت نانوذره آهن در محلول خروجی از ستون و همچنین بر روی ماسه‌ها اندازه‌گیری شد. سپس، منحنی‌های رخنه (BTCs) و پروفیل‌های نگهداشت رسم شدند. نتایج نشان می‌دهد که پدیده رایپنینگ و استرینینگ نقش مهمی را در کاهش انتقال نانوذرات با کاهش اندازه ماسه‌ها و افزایش غلظت، در مرحله تزریق نانوذره دارند. اما در مرحله فلاشینگ، (تزریق آب دیونیزه) نقش چاله حداقل انرژی ثانویه و نیروهای هیدرودینامیکی در انتقال موثرتر می‌شود و این عوامل سبب افزایش انتقال نانوذرات با کاهش اندازه ماسه در غلظت‌های بالای نانوذره (mg/l 10000 و 3000) می‌گردد. برخلاف نتایج بدست آمده از سوسپانسیون‌های با غلظت بالا، نتایج پروفیل‌های نگهداشت در غلظت‌های پایین (mg/l 200 و 10)، از تئوری فیلتراسیون کلوئید تبعیت می‌کند.

Keywords

• انتقال
• اندازه ذرات ماسه
• غلظت نانوذره
• نانوذرات cmc-nzvi
• نگهداشت