بهینهسازی تحرک و پراکندگی نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی در گندزدایی پساب شهری توسط تزریق پنوماتیک گاز نیتروژن

پایدارسازی نانوذره آهن صفر ظرفیتی در محیط‌های آبی با پوشش‌های مختلف، کارایی آن را تا حدود زیادی کاهش می‌دهد. پژوهش حاضر با هدف بهینه‌سازی تحرک و پراکندگی نانوذره برای افزایش راندمان غیر فعال‌سازی باکتری‌های هتروتروف پساب فاضلاب‌های شهری، انجام شد. طراحی آزمایش، به‌روش سطح پاسخ و متد مکعب مرکزی با استفاده از نرم‌افزار دیزاین اکسپرت انجام شد. نانوذره آهن در دو نوع پوشش‌دار با کربوکسی متیل سلولز و نوع ساده سنتز شد. nZVIB-با تزریق پنوماتیک توسط گاز نیتروژن وارد پساب شد و CMC-nZVI نیز توسط میکسر در پساب مخلوط شد. مقایسه نتایج با دو روش HPC و سلولی، مولکولی (ردیابی ژنتیکی توالی 16s rRNA باکتری‌ها) صورت گرفت. بیشترین راندمان غیر فعال‌سازی در تزریق پنوماتیک B-nZVI، توسط گاز نیتروژن در فلوی جریان 10 لیتر در دقیقه مشاهده شد که به میزان 90 درصد در 23 دقیقه  بود و نهایتا با بهبود فشار و سرعت جریان گاز، راندمان غیرفعال سازی 6/95 درصد در 32 دقیقه ثبت شد. مدل نهایی به‌دست آمده از این فرایند از معادله درجه دوم تبعیت می‌کند. پیش‌بینی کلی مدل با ضریب تعیین (R2=0.9447) برازش بسیار خوبی با داده‌های پاسخ نشان داد و اهمیت آماری آن به‌وسیله آزمون آماری فیشر (F-value=13.29) مشخص شد. برای به‌کارگیری بهینه nZVI در فرایند غیر فعال‌سازی باکتری‌های هتروتروف پساب شهری می‌توان nZVI را در دو مرحله از طریق تزریق پنوماتیک مخلوط nZVI با یک گاز بی اثر مانند نیتروژن به پساب وارد نمود. راندمان غیرفعال‌سازی باکتری‌های تصفیه‌خانه‌های پساب شهری در تزریق پنوماتیک nZVI نسبت به‌ استفاده  nZVI پوشش‌دار مانندCMC ، 17 تا 39 درصد بهبود یافت.