پایان‌نامه

مطالعه استفاده از جاذب گل قرمز فعال سازی شده به روش مکانیکی-شیمیایی برای کاهش نیترات از آب های آلوده

چکیده

در پژوهش حاضر، امکان کاهش غلظت یون نیترات در محلول های آبی با استفاده از جاذب گل قرمز (طی فرآیند جذب سطحی) با الگوی مطالعاتی-تجربی مورد بررسی قرار گرفت. جاذب مورد استفاده، پسماند صنعتی تولید آلومینا از سنگ معدن بوکسیت در فرآیند بایر است. سالانه حدود 120 میلیون تن پسماند گل قرمز در سراسر جهان تولید و در محیط زیست انباشته می شود؛ که می تواند اثرات سوء زیست محیطی را در پی داشته باشد. آزمایش های جذب سطحی نیترات با استفاده از جاذب خام و فعال سازی شده (به روش مکانیکی-شیمیایی) به صورت ناپیوسته و در مقیاس آزمایشگاهی و به طور جداگانه برای نمونه آب مصنوعی و نمونه آب زیرزمینی واقعی انجام شد. نتایج آزمایش های روند بهینه یابی گام به گام نشان داد که گل قرمز خام قابلیت کاهش غلظت یون نیترات را از نمونه های مصنوعی تا میزان 41/22 درصد (1/202 میلی مول بر گرم) دارا می باشد. شرایط بهینه جذب عبارت بود از: 5/6=ph، زمان تماس 60 دقیقه، غلظت اولیه 150 میلی گرم بر لیتر، دوز جاذب 1 گرم بر لیتر و دمای 25 درجه سلسیوس. مطالعات سینتیکی و ترمودینامیکی نشان داد که فرآیند جذب، از ایزوترم فروندلیش و مدل سینتیک درجه دوم پیروی کرده و گرماده می باشد. در شرایط بهینه به دست آمده، جذب سطحی نیترات از نمونه آب واقعی به میزان 66/37 درصد (0/483 میلی مول بر گرم) در زمان تماس تعادلی 60 دقیقه به دست آمد. فعال سازی مکانیکی و فعال سازی شیمیایی جاذب به ترتیب با آسیاکاری پرانرژی و اسیدکاری (اسید کلریدریک) بر پایه بیشینه کردن بازده حذف نیترات از نمونه های مصنوعی انجام شد. بهینه ترین حالت فعال سازی در زمان آسیاکاری 8 ساعت، غلظت اسید 17/5 درصد وزنی و زمان اسیدکاری 17 دقیقه حاصل شد. فعال سازی مکانیکی-شیمیایی، اثرات مطلوبی بر مشخصه های گل قرمز خام داشت، به گونه ای که با انجام آزمون های xrf، xrd، ft-ir، dls، bet و sem، بهبود ساختار شیمیایی (شامل افزایش درصد حضور عناصر موثر، کاهش تعداد فازهای معدنی و بهبود پیوندهای شیمیایی موجود در ماده)، یکنواختی در دانه بندی، کاهش اندازه ذرات (از 983/6 به 196/7 نانومتر)، افزایش سطح ویژه ماده جاذب (از 18/11 به 95/268 مترمربع بر گرم)، یکنواختی توزیع حفرات، کاهش میانگین قطر حفرات (از 22/25 به 7/95 نانومتر)، اصلاح شکل و ساختار هندسی و کاهش انباشتگی ذرات جاذب مشاهده شد. همچنین نتایج طراحی آزمایش ها (به روش سطح پاسخ) نشان داد که گل قرمز فعال سازی شده مکانیکی-شیمیایی توانایی کاهش غلظت یون نیترات را از نمونه های مصنوعی تا میزان 77/84 درصد (6/323میلی مول بر گرم) دارا می باشد. شرایط بهینه جذب عبارت بود از: 6/2=ph ، زمان تماس 5/26 دقیقه، غلظت اولیه 5/95 میلی گرم بر لیتر، دوز جاذب 76/0 گرم بر لیتر و دمای 25 درجه سلسیوس. موثرترین پارامترها در بیشینه شدن تابع پاسخ، ph و زمان تعیین شدند. مطالعات سینتیکی و ترمودینامیکی نشان داد که فرآیند جذب، از ایزوترم لانگمویر و مدل سینتیک درجه دوم پیروی کرده و گرماده می باشد. در شرایط بهینه به دست آمده، جذب نیترات از نمونه آب واقعی 09/56 درصد (1/001 میلی مول بر گرم) در زمان تماس تعادلی 30 دقیقه به دست آمد. با توجه به این نتایج، غلظت نیترات در نمونه آب واقعی پس از استفاده از گل قرمز خام و فعال سازی شده مکانیکی-شیمیایی در فرآیند جذب سطحی، به ترتیب به پایین تر از حد مجاز (50 میلی گرم بر لیتر) و پایین تر از حد مطلوب (45 میلی گرم بر لیتر) در آیین نامه کیفیت آب ایران (استاندارد 1053) رسید.

اساتید راهنما و مشاور

شهرام رایگان، ابوالقاسم علی قارداشی، عباس اکبرزاده، مجتبی فاضلی

پایان‌نامه‌های مشابه

  • بهینه سازی تولید کربن فعال به روش فعالسازی شیمیایی

    پایان‌نامه۲۰۰۰وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تهرانشهاب خدایاری

    با توجه به پتانسیل بالای کشور ایران به منظور تولید کربن فعال و همچنین عدم تولید این ماده به صورت گرانول و تولید بسیار نامرغوب به صورت پودر در داخل کشور و همچنین نیاز وافر کشور به این ماده در صنایع مختلف و واردات زیاد این ماده مطابق با آمار گمرکی موجود، تولید کربن فعال با خواص جذب

  • ساخت و مشخصه یابی نانو اسپینل آلومینات نیکل به روش فعال سازی مکانیکی

    پایان‌نامه۲۰۱۲وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی موادمحمد جوانمردی

    در سال های اخیر برخی از سرامیک های شامل نیکل و آلومینیم در توسعه کاتالیزورهای صنعتی مورد توجه قرار گرفته اند. آلومینات نیکل از جمله این مواد بوده که از سال ها پیش به عنوان یک کاتالیزور و در سالهای اخیر به عنوان آند پیل های سوختی مطرح شده است. علاوه بر این، نانو پودرآلومینات نیکل

  • ساخت و مشخصه یابی بیوسرامیک نانو کریستالی فورستریت به روش فعال سازی مکانیکی

    پایان‌نامه۲۰۰۹وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهانفریبرز توانگریان

    در سالهای اخیر برخی از سرامیک های شامل منیزیم و سیلیسیم در توسعه مواد کاشتنی استخوانی مورد توجه قرار گرفته اند. فورستریت از جمله این مواد بوده که اخیراً به عنوان یک بیوسرامیک مطرح شده است. علاوه بر این، نانوپودرفورستریت رفتار زیستی بهتری در مقایسه با فورستریت میکرونی نشان داده اس

  • امکان سنجی کاهش نیترات از محلول های آبی با استفاده از جاذب ساقه گندم

    پایان‌نامه۲۰۱۵وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شهید چمران اهوازدانش سلطانیان

    نیترات به عنوان یکی از منابع غیر متمرکز آلودگی محیط زیست در پساب و یا زهابهای کشاورزی ناشی از مصرف بیش از حد کود میباشد. این ترکیبات سمی در بافت آبزیان خصوصاً ماهیها انباشته شده و تکثیر و تولید مثل آنها را تحت الشعاع قرار میدهد. معمولاً از روشهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی

  • مطالعه سنتز کربن فعال از مواد بایومس به روش فعال سازی شیمیایی در راکتور دوار

    پایان‌نامه۲۰۱۳وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شهید باهنر کرمان - دانشکده شیمیاسماعیل روستایی نژاد

    در این پژوهش، کربن فعال به روش شیمیایی ازپوست سخت پسته در یک راکتور دوار سنتز شد. اثر پارامترهای عملیاتی از جمله دمای فعال سازی، درصد آغشتگی، زمان ماند و عامل فعال کننده بر بازده تولید، بررسی شد. زمان ماند با سه سطح 30 ، 45 و60 دقیقه، دمای فعال سازی با سه سطح 450، 550 و650 درجه س

  • تأثیر فعال سازی مکانیکی بر بیولیچینگ کانی های سولفیدی مس با استفاده از باکتریهای ‏ترموفیل مطلق

    پایان‌نامه۲۰۱۳وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شهید باهنر کرمان - دانشکده مهندسی معدنآرش طاهری نیا

    هدف اصلی این تحقیق ارزیابی نقش فعال سازی مکانیکی بر کارایی باکتری های ‏ترموفیل مطلق در عملیات بیولیچینگ کنسانتره کالکوپیریتی است. در این راستا با ‏استفاده از باکتری های ترموفیل مطلق و کنسانتره واحد تغلیظ مجتمع مس سرچشمه ‏تستهای آزمایشگاهی برای بررسی تأثیر درصد جامد و زمان فعال سا

اسناد مشابه