Arsenate removal by coagulation using iron salts and organic polymers

Demir tuzları ve organik polimer kullanılarak koagülasyon yöntemi ile arsenat giderimi

Özet

Arsenik dünyanın birçok bölgesinde doğal olarak suda bulunan bir elementtir. Bu çalışmada içme sularından arsenat giderimi için koagülant olarak demir klorür, demir(II) sülfat ve demir(III) sülfatın denendiği koagülasyon ve flokülasyon yöntemi kullanılmıştır. Arıtmadan sonra suda kalan demir konsantrasyonu da göz önünde bulundurularak, arsenat giderme verimi üzerine koagülant türü ve dozunun etkisi araştırılmıştır. Aynı zamanda kullanılan organik polimerlerin türünün (katyonik, anyonik ve noniyonik) ve dozunun da arsenat giderme verimi üzerine etkisi belirlenmiştir. Arıtmadan sonra suda kalan arsenat konsantrasyonu demir klorür için 30 mg $L^{-1}$, demir(II) sülfat için ise 80 mg $L^{-1}$ konsantrasyonlarda 10 μg $L^{-1}$'nin altına düşürülebilmiştir. Daha az miktarda kullanılması ve arıtmadan sonra suda kalan minimum demir konsantrasyonunu (175 mg $L^{-1}$) sağlaması açısından demir klorür en etkili ve ekonomik koagülant türü olarak belirlenmiştir. Kullanılan tüm organik polimer türleri arsenat giderme verimini bir miktar arttırmasına rağmen maksimum arsenat giderme verimi katyonik polielektrolit ilavesi ile sağlanmıştır. Demir klorür ile 2.5, demir(III) sülfat ile 2 ve demir(II) sülfat ile 3 mg $L^{-1}$ katyonik polielektrolit konsantrasyonlarında arsenat giderme verimi en yüksek seviyeye ulaşmıştır.

Abstract

Arsenic occurs naturally in the water in many parts of the world. The coagulation and flocculation method is used for arsenate removal from drinking water using ferric chloride, ferric sulfate, and ferrous sulfate. The effects of coagulant type and dosage on removal efficiency of arsenate are determined by considering the residual iron after sedimentation and filtration in the effluent. At the same time the impact of the type (cationic, anionic, and nonionic) and dosage of organic polymers on the removal efficiency of arsenate was investigated. Residual arsenate concentrations were decreased below 10 mg $L^{-1}$ for ferric chloride and ferrous sulfate concentration of 30 and 80 mg $L^{-1}$, respectively. Ferric chloride provided minimum and acceptable residual iron concentration (175 mg $L^{-1}$) after sedimentation and filtration and it was determined as the most effective and economic coagulant type because it requires lower amounts than the others and produces minimum residual iron. The addition of cationic polyelectrolyte aided maximum arsenate removal efficiency although all types of polymers increased the efficiency of the treatment method. The percentage of removal reached a maximum level at the cationic polyelectrolyte concentration of 2.5, 2, and 3 mg $L^{-1}$ for ferric chloride, ferric sulfate, and ferrous sulfate, respectively.