چاپ صفحه |  صفحه نخست سامانه |  مجری و همکاران |  اطلاعات تفضیلی |  دانلود | علوم پزشکی زاهدان |
| کد طرح | 5670 |
| عنوان فارسی طرح | تصفیه فاضلاب صنعت نساجی بافت بلوچ شهرستان ایرانشهر بااستفاده از فرآیند ترکیبی انعقاد شیمیایی و انعقاد الکتریکی |
| عنوان لاتین طرح | Treatment of textile Industry wastewater of Baft Balooch factory of Iranshahr city using chemical coagulation and electrocogolation procesesses |
| نوع طرح | |
| محل اجرای طرح | دانشکده بهداشت |
| رسته مطالعاتی | تجربی- آزمایشگاهی |
| دانشکده/مرکز | دانشکده بهداشت زاهدان |
| زمان اجرا -روز |
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح | نوع همکاری | درجهتحصیلی | پست الکترونیک |
|---|---|---|---|---|
| محمدرضا علی پور | mohammadrezaalipour90@yahoo.com | |||
| ادریس بذرافشان فدافن | استاد راهنمای اول پایان نامه دانشجویی | استاد راهنما | دکترای تخصصی | ed_bazrafshan@yahoo.com |
| امیر حسین محوی | مشاور | |||
| حسین کمانی | مشاور | دکترای تخصصی | hossein_kamani@yahoo.com |
| عنوان | متن |
|---|---|
| خلاصه طرح به فارسی | تصفیه فاضلاب صنعت نساجی بافت بلوچ شهرستان ایرانشهر بااستفاده از فرآیند ترکیبی انعقاد شیمیایی و انعقاد الکتریکی |
| خلاصه طرح به لاتین | Treatment of textile Industry wastewater of Baft Balooch factory of Iranshahr city using chemical coagulation and electrocogolation procesesses |
| بيان مسئله تحقيق/اهمیت پژوهش | فاضلاب های صنعتی از جمله منابع مهم مولد آلاینده های خطرناک محیط محسوب شده که می توانند برای سلامتی انسان و محیط زیست مخاطره آمیز باشند لذا کنترل و تصفیه آنها جهت ارتقاء سطح سلامت انسان بسیار ضروری می باشد.از طرفی به لحاظ رشد فزآینده جمعیت به همراه گسترش صنعت وکشاورزی،آب سالم در جهان دچار کمبود شده، در نتیجه ضرورت تصفیه و بازیابی مجدد آبهای مصرفی اهمیت خاصی پیدا کرده است. در این میان فاضلاب صنایع نساجی و رنگرزی با وجود رشد تکنولوژی هنوز به عنوان یک معضل اساسی در راهبری تصفیه خانه های فاضلاب محسوب می گردند(1). صنایع نساجی به طور معمول به ازا هر تن محصول تولیدی بین 25تا 250 مترمکعب آب مصرف می کنند(2). با توجه به تلاش صنایع نساجی برای ارایه فرآورده های متنوع،به کار بردن موادشیمیایی متفاوت به ویزه رنگ های جدید در این صنایع و تولید فاضلاب های پیچیده که ترکیبی از مواد شیمیایی گوناگون است اجتناب ناپذیر است(3). بارزترین مشخصه صنایع نساجی رنگی بودن آن است.دو مرحله اصلی رنگرزی و تکمیل در صنایع نساجی باعث می شود تا حجم قابل توجهی از پساب با غلظت رنگ بالا تولید گردد(4).تحقیقات نشان داده اند که فاضلاب های نساجی دارای نسبتBOD به COD پایین(1/0) هستند که ناشی از ماهیت غیرقابل تجزیه بیولوژیک بودن رنگ ها و عدم قابلیت کاربرد روش های بیولوژیک برای حذف آنهاست(5). رنگ ها دارای تنوع بسیار زیادی می باشند که بر اساس نظر Shore اکثر رنگ ها و یگمان ها ی موجود در ایندکس رنگ در 25 طبقه براساس نوع ترکیب شیمیایی آن قرار می گیرد(1).حدود 75% مواد رنگزای تولید شده در جهان در رنگرزی کالای نساجی،چرم و کاغذ استفاده می شود(6).اکثر این رنگ ها قابلیت تجزیه بیولوژیکی بسیار پایینی داشته و برخی از آنها برای فعالیت بیولوژی آبزیان مخاطره آمیز می باشد. در ساختمان بعضی از انواع رنگ ها فلزات سنگین سمی وجود دارد.حضور آنها در آب باعث جلوگیری از نفوذ نور خورشید به عمق آب رودخانه ها شده و در نتیجه سبب اختلال در عمل فتوسنتز می گردد و از طرفی سبب رشد سریع بعضی از انواع جلبک ها شده که در نتیجه اکسیژن محلول در آب کاهش می یابد و حیات بعضی از آبزیان مانند ماهیان به خطر می افتد(1). رنگها بدلیل پایداری حرارتی و نوری بالایی که دارند می توانند برای دوره های زمانی نسبتاً طولانی در محیط باقی بمانند. برای مثال نیمه عمر رنگ راکتیو آبی 19 هیدرولیز شده در 7=pH و دمای 25 درجه سانتیگراد حدود 46 سال می باشد(6). همچنین این مواد نه تنها رنگ نامطلوبی به آب می دهند بلکه در بعضی موارد خودشان ترکیبات مضری بوده و می توانند توسط اکسایش،آبکافت با واکنشهای شیمیایی دیگر که در آب اتفاق می افتد، محصولات جانبی سمی تولید کنند لذا رهاسازی این پسابهای رنگی به محیط، علاوه بر بر هم زدن جنبه زیبایی محیط زیست باعث واردآمدن صدمات جدی به محیط می گردد(7). بطور کلی مواد شیمیایی بکار برده شده در صنایع نساجی اثرات مخربی بر محیط زیست دارند که به طور خلاصه عبارتند از: - الیاف و مواد معلق که باعث افزایش بار آلودگی شده و در محیط تشکیل لجن می دهند، اسیدها و مواد قلیایی متفاوت که برای تنظیم pH در مراحل مختلف رنگرزی به کار رفته و نوسانات زیادی را در pH آب های پذیرنده به وجود می آورند و در نتیجه حیات آبزیان را به طور مستقیم تهدید می کنند. - کاربرد دترجنت ها و مواد پاک کننده در صنعت نساجی و ورود این مواد به پسآب ها افزون بر بالا بردن غلظت مواد آلی آب های پذیرنده در طعم و بوی آنها تاپیر می گذارند. - مواد معدنی،املاح و برخی فلزهای سنگین که همراه رنگ یا نمک ها به کار برده می شوند از قبیل کرمفنیکل وکبالت افزون بر ایجاد مسمومیت در آبزیان خطرهای زیادی برای سلامتی انسان دارند. - ورود ترکیب های شیمیایی حاوی مواد ازته و فسفاته به آب های پذیرنده،پدیده شکوفایی جلبک در رودخانه ها و تالاب ها را به وجود می آورد.ترکیب های نشاسته ای و سایر مواد آلی بکار برده شده عامل اصلی آلودگی آلی،کاهش اکسیژن محلول و بالا رفتن غلظت BOD آب محسوب می شوند و همچنین نفوذ رنگ های متفاوت به آب های سطحی و زیرزمینی باعث رنگی شدن منابع آبی می شود(3). برای تصفیه فاضلابهای صنعتی روشهای مختلفی وجود دارد که هر یک از این روشها توانایی تولید پسابی با کیفیت خواسته شده را دارا می باشند. پساب خروجی از چنین فرایندهایی را میتوان با رعایت ضوابط و معیارهای بهداشتی به محیط تخلیه نمود. از جمله شیوه های تصفیه فاضلاب های صنعتی روش شیمیایی می باشد.روش های شیمیایی در تصفیه فاضلاب به روش هایی گفته می شود که در آن حذف و یا تبدیل عوامل، توسط افزودن مواد شیمیایی و یا انجام فعل و انفعالات شیمیایی، انجام گیرد. کاربرد فرایند انعقاد شیمیایی با استفاده از مواد منعقد ص29-22. 27- جعفرزاده نادر، دانشور نظام الدین. تصفیه پساب نساجی حاوی مواد رنگزای بازیک به روش انعقاد الکتریکی، مجله آب و فاضلاب، شماره 1، سال 1389، ص48-40. 28- Panizza M, Cerisola G. Applicability of electrochemical methods to carwash wastewaters for reuse. Part2: Electrocoagulation and anodic oxidation integrated process. Journal of Electroanalytical Chemistry 2010; (638): 236–240. 29- Koparal AS, Onder E, Ogutveren UB. Removal of linear alkylbenzene sulfonate from a model solution by continuous electrochemical oxidation. Desalination 2006; (197): 262-272. 30- FENG Jw, SUN YB, ZHENG Zh, et al. Treatment of tannery wastewater by electrocoagulation. Journal of Environmental Sciences 2007; (19): 1409–1415. 31- Can OT, Kobya M, Demirbas E, Bayramoglu M. Treatment of the textile wastewater by combined electrocoagulation. Chemosphere 2006; (62): 181-187. 32- Emamjomeh MM, Sivakumar M. Review of pollutants removed by electrocoagulation and electrocoagulation/flotation processes. Journal of Environmental Management 2009; (90): 1663-1679. 33- Asselin M, Drogui P, Benmoussa H, Blais JF. Effectiveness of electrocoagulation process in removing organic compounds from slaughterhouse wastewater using monopolar and bipolar electrolytic cells. Chemosphere. 2007; 72(11): 1727–33. 34- Abdurrahman Akyol. Treatment of paint manufacturing wastewater by electrocoagulation. Volume 285, 31 January 2012, Pages 91–99. 35- M. Hernández-Ortegaa, T. Ponziakb,C. Barrera-Díaza,M.A. Rodrigoc,G. Roa-Moralesa, Bryan Bilyeud. Use of a combined electrocoagulation–ozone process as a pre-treatment for industrial wastewater. Volume 250, Issue 1, 1 January 2010, Pages 144–149. BOD5، COD، TSS ورنگ برطبق روشهای استاندارد براساس کتاب استاندارد متد سال 2005. کننده یکی از متداولترین روش های شیمیایی تصفیه فاضلاب است(12). انعقاد پدیده ای است که در آن ذرات باردار موجود در سوسپانسیون های کلوئیدی از طریق برخوردهای متعدد با یونهای غیر همبار انباشته شده و متراکم می شود و به دنبال آن ته نشین می شوند. در این فرایند ماده منعقد کننده در شکل مواد شیمیایی مناسب به محلول مورد نظر افزوده می شود(13). فاضلاب نساجی عموماً حاوی انواع مختلفی از ناخالصی های کلوئیدی و مواد معلق و رنگ می باشد. برای حذف کلوئیدها باید ذرات کلوئید با هم مجتمع و از نظر اندازه بزرگ شوند. برای این کار می توان از مواد منعقد کننده شیمیایی استفاده کرد.یکی از جدیدترین مواد منعقدکننده پلی آلومینیوم کلراید (PAC) می باشد(14). نمک های آلومینیوم و آهن متداول ترین منعقد کننده هایی هستند که تاکنون برای تصفیه آب و پساب مورد استفاده قرار گرفته اند. اما در سالهای اخیر نوع جدیدی از مواد منعقد کننده تحت عنوان منعقد کننده های پلیمری معدنی (IPFs) با استفاده از نمکهای معمول آهن و آلومینیوم تهیه شدند و به منظور روز افزونی در بسیاری از نقاط دنیا به ویژه در چین، ژاپن، روسیه و کشورهای اروپای غربی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله برتری های منعقد کننده پلیمری معدنی نسبت به منعقد کننده های متداول می توان به کارایی مناسب در محدوده گسترده تری از pH و کارایی بهتر در دماهای مختلف بویژه در دماهای پایین اشاره کرد. پلی آلومینیوم کلراید (PAC) یکی از مهمترین انواع IPF ها می باشد که نسبت به گونه های دیگر کاربرد بیشتری دارند(15). فرآیند الکتروکواگولاسیون (Electrocoagulation) یا به اختصار EC، یک فرآیند الکتروشیمیایی است که از جریان مستقیم برق(DC) به منظور حذف آلاینده ها از محلول استفاده می کند (21). در فرآیند انعقاد الکتریکی، ماده منعقد کننده تولیدی در محل از طریق اکسیداسیون الکترولیتی یک آند از جنس مناسب تولید می شود. در این فرآیند، گونه های یونی باردار، فلزات و سایر مواد بر اساس مکانیسم های زیر حذف می شوند: - واکنش با یک یون با بار الکتریکی مخالف، -ترکیب با فلوک هیدروکسیدهای فلزی شکل گرفته در پساب. تکنولوژی انعقاد الکتریکی یک آلترناتیو مناسب بجای استفاده از یونهای فلزی یا ترکیبات پلیمری و پلی الکترولیتها (انعقاد شیمیایی) به منظور شکست امولسیونها و سوسپانسیون های پایدار محسوب می شود (16و17). این تکنولوژی سبب حذف آفت کشهای مختلف، فلزات و از جمله فلزات سنگین،COD، جامدات کلوئیدی و ذرات معلق و آلاینده های معدنی محلول از محیط آبی می شود. در مواردی کاهش 99-95 درصدی آلاینده های موجود در فاضلابهای صنعتی، پالایشگاهها و واحدهای پردازش مواد غذایی، مس، سرب، نیکل و روی از طریق استفاده از فرآیند انعقاد الکتریکی گزارش شده است(18 و 19). در تحقیق حاضر کارایی فرآیند انعقاد شیمیایی با استفاده از منعقدکننده پلی آلومینیوم کلراید (PAC) و به دنبال آن فرآیند انعقاد الکتریکی با استفاده از الکترودهای آلومینیومی در تصفیه فاضلاب نساجی بافت بلوچ ایرانشهر بررسی می گردد. هدف از این تحقیق بررسی امکان تصفیه فاضلاب نساجی بافت بلوچ ایرانشهر توسط فرآیند ترکیبی انعقاد شیمیایی و انعقاد الکتریکی برای رسیدن به محدوده استاندارد مجاز تخلیه آلاینده ها در ایران برای فاضلابهای صنعتی و همچنین بررسی اثر متغیرهای عملیاتی نظیر دوز منعقد کننده، پتانسیل الکتریکی و زمان واکنش در کارایی حذف آلاینده های مورد سنجش می باشد. بررسی متون: تحقیقی توسط ملکوتیان و حیدری با عنوان مقایسه روش انعقاد با پلی آلومینیم کلراید سیلیکاته و فرآیند الکتروکواگولاسیون در حذف سختی از آب شرب انجام شد که بر پایه نتایج بدست آمده منعقد کننده پلی آلومینیم کلراید سیلیکاته قادر به حذف 75% سختی کل و70% حذف سختی کلسیمی،95% کدورت آب خام ورودی در دوزهای بهینه 1تا5 میلی گرم در لیتر بوده است.فرآیند الکتروکواگولاسیون نیز قادر به حذف به ترتیب 97 و95 درصد سختی کل و کلسیمی و 50 درصد کدورت می باشد به گونه ای که بیشترین درصد سختی در ولتاژ 30 ولت و زمان ماند 60 دقیقه و pH 6/5 تا 5/7 مشاهده گردید(20). مطالعه ای که توسط بیرجندی و همکاران با عنوان کاربرد روش انعقاد شیمیایی در تصفیه پساب کارخانه بازیافت کاغذ انجام شد که در آن فشردگی حجم لجن و میزان حذف کدورت و COD اولیه پساب و غلظت اولیه مواد منعقد کننده بررسی شدند طبق داده های حاصل از مطالعات ناپیوسته میزان فشردگی لجن 193 میلی لیتر بر گرم و حداکثر درصد حذف کدورت و COD به ترتیب مقادیر 9/89 و 6/85 درصد با استفاده از منعقد کننده های آلوم و PACL بدست آمد(21). در پژوهشی که توسط حسنی زنوزی وهمکاران باعنوان حذف رنگزای اسید آلی 293 با استفاده از پلی کلرید آلومینیم انجام شد که طی آن مشخص گردید مناسب ترین محدوده pH برای حذف رنگزا توسط پلی آلومینیم کلراید 6 تا 8 می باشد و تحت این شرایط با استفاده از 40 میلی گرم در لیتر این ماده میزان حذف رنگزای مورد نظر بیش از 83 درصد می باشد.این غلظت به عنوان غلظت بهینه پلی آلومینیم کلراید برای حذف رنگزای مذکور انتخاب شد(15). Han و همکارانش در سال 2002 مقایسه کمی بین غلظت شیمیایی و انعقاد الکتریکی بر اساس حذف کدورت ناشی از یک آلاینده رسی انجام دادند. انعقاد شیمیایی توسط جارتست و با استفاده از سولفات آلومینیوم (آلوم) انجام شد. اثبات شد که این شرایط موثرتر از انعقاد الکتریکی تحت شرایط اسیدی (pH تقریباً 4) و مقادیر کم منعقد کننده (4 میلی گرم بر لیتر چرا که آلومینیوم قادر است که به طور موثری ذرات کلوئیدی رسی را ناپایدار کند) است. در میزان دوز متوسط آلوم (4 تا 20 میلی گرم بر لیتر آلومینیوم) و نقطه ایزوالکتریک در pH برابر 8/7 انعقاد بسیار موثری رخ داد. سه مرحله اجرایی (تاخیری، واکنشی و ثبات) در راکتور بسته انعقاد الکتریکی که در آن میزان جریان تعیین کننده نرخ حذف آلاینده ها بود، شناسایی گردیدند. در نقطه ایزوالکتریک، که در مرحله واکنشی رخ می دهد، بیشترین حذف کدورت اتفاق می افتد، که نشان دهنده تجمع توسط یک مکانیسم جذب ( در مقایسه خنثی سازی بار در مورد انعقاد شیمیایی) است. در حین مرحله ثبات، ترسیب مداوم هیدروکسید آلومینیوم و کاهش در کدورت نشان دهنده وقوع مکانیسم جارویی بود. بالاترین جریان (2آمپر) میزان آلاینده را در کمترین زمان کاهش داد یعنی در زمان 30 دقیقه آلاینده به %1 رسید، در حالی که بالاترین بازده حذف ( بر مبنای آلاینده حذف شده به ازای هر واحد آلومینیوم اضافه شده) در پائین ترین جریان (25/0 آمپر) حاصل شد(22). در تحقیقی که رحمانی و همکاران در خصوص کارایی روش الکتروکواگولاسیون در حذف رنگ اریوکرم بلاک تی از پساب انجام دادند چگونگی حذف یا کاهش رنگ با استفاده از الکترودهای آهن و الومینیوم در زمان های مختلف الکترولیز(0 تا 30دقیقه)و نیز ولتاژهای(10،20،30(ولت با فاصله الکترودها به میزان 2و4 سانتیمتر و pHهای 5/3 و 7 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که کارآیی حذف رنگ با زمان تماس و ولتاژ رابطه مستقیم و با افزایش PHوفاصله الکترودها رابطه معکوس دارد،همچنین کارایی حذف رنگ در pH برابر 5/3 و در ولتاژ 30 ولت با استفاده از جفت الکترودهای آهن و آلومینیم و در فاصله زمانی 30 دقیقه به ترتیب 96 و86 درصد است(23). در پژوهشی که توسط دالوند وهمکاران با عنوان بررسی کارایی فرآیند انعقاد الکتروشیمیایی جهت حذف رنگزای راکتیو قرمز 198 از پسآب رنگی انجام شد کارآیی روش تصفیه الکتروشیمیایی بااستفاده از الکترود آهنی برای تصفیه پسآب حاوی رنگزای راکتیو قرمز 198 در مقیاس آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت،نتایج نشان داد که فرآیند الکتروشیمیایی روش موثری برای حذف ماده رنگزا می باشد و در شرایط عملیاتی با ولتاژ 40 ولت وفاصله 1 سانتی متر بین الکترودها طی زمان تماس 30 دقیقه میزان حذف رنگ و COD به ترتیب 99% و6/66% بدست آمد،همچنین نتایج نشان داد زمانی که ولتاژ و زمان واکنش افزایش و فاصله بین الکترودها کاهش می یابد میزان مصرف انرژی،pH نهایی پسآب و بازده حذف رنگ افزایش می یابد،با افزایش غلظت الکترولیت زمان مورد نیاز برای حذف رنگزا کاهش می یابد(4). مطالعه ای توسط جنیدی و همکاران با نام تصفیه فاضلاب سنتتیک حاوی رنگزای راکتیو قرمز 198 با استفاده از فرآیند الکتروکواگولاسیون انجام شد که یافته ها نشانگر این بود که در شرایط عملیاتی بهینه با ولتاژ 20 ولت و فاصله 2 سانتی متر بین الکترودها طی زمان تماس 75 دقیقه میزان حذف رنگ و COD به ترتیب 1/99 و 3/84 درصد بدست آمد،تحت این شرایط هزینه تصفیه هر مترمکعب 2986 ریال بود.باافزایش فاصله بین الکترودها و غلظت اولیه رنگزا راندمان حذف رنگ و COD کاهش می یابد.زمانی که ولتاژ و زمان واکنش می یابد میزان مصرف انرژی،مصرف الکترود،PH نهایی پسآب و راندمان حذف رنگزا افزایش می یابد(24). در پژوهشی که با عنوان یررسی کارآیی فرایند الکتروکواگولاسیون در حذف کربن آلی کل فاضلاب های صنعتی توسط امیری و واحدی مقدم انجام شد مشخص گردید که شرایط بهینه جهت حذف TOC،شدت جریان A/m2 75،PH طبیعی فاضلاب صنعتی(4)و هدایت الکتریکی ms/cm 3 است.در این شرایط میزان انرژی مصرفیkwh/m3 22/5 بعداز 60 دقیقه زمان واکنش بوده است(25). مطالعه ای با عنوان کاهش COD پساب خروجی پالایشگاه گازی پارس جنوبی به روش انعقاد الکتریکی توسط سعیدی و خلوتی فهلیانی صورت پذیرفت. که نتایج نشان داد که بیش از 95 درصد از میزان COD پساب با اعمال چگالی جریان 40 میلی آمپر بر سانتی متر مربع و در مدت زمان 90 دقیقه از شروع تصفیه الکتریکی، حذف گردید(26). در مطالعه ای با عنوان تصفیه پساب نساجی حاوی مواد رنگزای بازیک به روش انعقاد الکتریکی توسط نادر جعفرزاده و نظام الدین دانشور صورت پذیرفت. که نتایج مطالعه نشان داد که برای 250 میلی لیتر از پساب، با اعمال دانسیته جریانهای A/M290-80 و زمان الکترولیز 8 دقیقه، تقریبا 94 درصد از شدت رنگ و 82 درصد از میزان COD کاسته شده است(27). مطالعه ای با عنوان کاربرد روش های الکتروشیمیائی برای تصفیه فاضلاب کارواش. فرایند جامع انعقاد الکتریکی و اکسیداسیون آنودی در سال 2010 توسط M. Panizza و G. Cerisola در ایتالیا انجام شد. در این مطالعه که شامل یک فرایند ترکیبی دو مرحله ای با استفاده از فرایند انعقاد الکتروشیمیایی با آند آهنی و اکسیداسیون الکتروشیمیایی با آندی از جنس BDD بود تاثیر پارامترهایی از قبیل: شدت جریان، زمان الکترولیز و pH بر روی درصد حذف سورفاکتانتها و COD و میزان انرژی مصرفی در طول فرایند انعقاد الکتریکی بر روی فاضلاب واقعی کارواش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات مشخص کرد که در شرایط بهینه (4/6pH=، زمان الکترولیز 6 دقیقه و شدت جریان mA cm-2 2) فرایند انعقاد الکتریکی قادر خواهد بود COD را به میزان 75 درصد با انرژی مصرفی در حدود kWh m-3 14/0 حذف نماید. حذف کامل COD با کاربرد فرایند ترکیبی با استفاده از فرایند انعقاد الکتروشیمیایی و اکسیداسیون الکتروشیمیایی انجام شد(28). در تحقیقی که در سال 2006 توسط Koparal و همکاران انجام شد حذف سورفاکتانت آلکیل بنزن سولفونات خطی با استفاده از روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه از حلقه هایی از جنس اکسید روتنیوم بعنوان الکترود استفاده شد نتایج مطالعه نشان داده که با افزایش شدت جریان از 5/11 به 4/15 میلی آمپر بر سانتیمتر مربع راندمان حذف سورفاکتانت از 90 درصد به 94 درصد افزایش پیدا می کرد( میزان جریان 33/0 لیتر در ساعت و غلظت اولیه 50 میلیگرم در لیتر) و میزان انرژی الکتریکی مصرفی نیز از 6/7 کیلووات ساعت به ازای هر گرم آلاینده به 3/11 افزایش پیدا می کرد. با مصرف انرژی معادل 8 کیلووات ساعت به ازای هر متر مکعب فاضلاب 80 درصد سورفاکتانت حذف می شد(29). پژوهشی توسط Feng و همکاران در سال 2007 انجام شد که تصفیه فاضلاب دباغی با استفاده از روش الکتروکواگولاسیون مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه از استیل و آلومینیوم بعنوان الکترود استفاده شد و نتایج نشان داد که استیل نسبت به آلومینیوم برای حذف سولفیدها از پساب موثرتر بوده، در حالی که الکترود آلومینیومی در حذف رنگ فاضلاب از الکترود استیل موثرتر بوده است. میزان حذف COD، آمونیاک و رنگ از فاضلاب توسط این روش به ترتیب 68، 43 و 84 درصد بوده است(30). در مطالعه ای که توسط O.T.Can و همکارانش پیرامون تصفیه فاضلاب صنایع نساجی از طریق انعقاد الکتریکی ترکیبی صورت پذیرفت، مکانیسم عمل این فرآیند در حذف آلاینده های فاضلاب صنایع نساجی با استفاده از چهار الکترود یک قطبی از جنس آلومینیوم که در داخل یک بشر کوچک نصب شده بودند (با ابعاد 65 × 65 ×110 میلیمتر) در ترکیب با فرآیند انعقاد شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند انعقاد الکتریکی ترکیبی (CEC) همراه با افزودن پلی آلومینیوم کلراید (PAC)، با یک زمان الکترولیز بین 5-10 دقیقه، بیشترین راندمان را در حذف COD (78-80%) نشان داد(31). در یک مطالعه ی مروری تحت عنوان" حذف آلاینده ها توسط فرایندهای انعقاد الکتریکی(EC) و به همراه شناورسازی(ECF)" که توسط Emamjomeh و Sivakumar مورد بررسی قرار گرفت، دو فرایند EC وECF در حذف آلایندهای مختلف بررسی شدند. در واقع مفهوم کلی فرایند ECF عبارتست از تولید منعقد کننده، ترکیب آلاینده با عامل انعقاد و حذف آلاینده توسط شناورسازی و ته نشینی(32). در مطالعه ای با عنوان تاثیر فرآیند الکتروکواگولاسیون در حذف ترکیبات آلی از فاضلاب کشتارگاه با استفاده از سلولهای الکترولیتیک تک قطبی و دوقطبی توسط Mélanie Asselin و همکارانش صورت پذیرفت. نتایج مطالعه نشان داد که بهترین راندمان تصفیه با استفاده از سیستم با الکترود استیل نرم دوقطبی در جریان 3/0 آمپر و در زمان 60 یا 90 دقیقه بدست آمد. تحت این شرایط، حذف 1±86% و 1±99% به ترتیب برای BOD و روغن وچربی اندازه گیری شد، در حالیکه COD محلول و COD کل به ترتیب 4±50% و 2±82% حذف شده است(33). در تحقیقی که با عنوان تصفیه فاضلاب صنایع رنگ توسط فرآیند الکتروکواگولاسیون توسط Abdurrahman Akyolدر سال 2012 صورت پذیرفت که در آن پارامترهای کاربردی مانند نوع الکترود،pHاولیه شدت جریان وزمان بهره برداری برای شرایط عملیاتی مطلوب ارزیابی شدند . نتایج مطالعه نشان داد که بیشترین راندمان حذف برای CODو TOC در این آزمایش برای الکترود آهن برابر93%و83%و برای الکترود آلومینیم برابر94%و89% در جریان35 آمپر و در زمان 15 دقیقه وpH برابر 6.95 (شرایط بهینه) بدست آمد. (34). در مطالعه ای مروری تحت عنوان" استفاده از فرآیند ترکیبی انعقاد الکتریکی(EC) و ازن زنی بعنوان پیش تصفیه فاضلاب صنعتی توسط M. Hernández-Ortega وهمکاران انجام شدمشخص گردید که این روش برای پیش تصفیه فاضلاب های بولوژیکی سنتی روش مناسبی است و می توان بعد از آن فاضلاب صنعتی را به شبکه شهری وارد کرد،این فرایند قادر به کاهش رنگ وکدورت فاضلاب بیشتر از 90%و COD بیشتر از60% می باشد (35). |
| سوالات و / یا فرضیات پژوهش | - آیا دوز منعقد کننده پلی آلومینیوم کلراید در فرایند انعقاد شیمیایی در حذف BOD5،COD،TS،TSS و رنگ از فاضلاب نساجی بافت بلوچ مؤثر است؟ - آیا ولتاژ برق در کارآیی فرآیند انعقاد الکتریکی با استفاده از الکترود های آلومینیومی به روش دو قطبی در حذف BOD5،COD،TS،TSS و رنگ از فاضلاب نساجی بافت بلوچ مؤثر است؟ - آیا زمان ماند در کارآیی فرآیند انعقاد الکتریکی با استفاده از الکترود های آلومینیومی به روش دو قطبی در حذف BOD5،COD،TS،TSS و رنگ از فاضلاب نساجی بافت بلوچ مؤثر است؟ |
| هدف کلی طرح | تعیین امکان تصفیه فاضلاب صنعت نساجی بافت بلوچ شهرستان ایرانشهر بااستفاده ازفرآیند ترکیبی انعقاد شیمیایی و انعقاد الکتریکی |
| اهداف اختصاصی | - تعیین تاثیر دوز منعقد کننده پلی آلومینیوم کلراید در حذف BOD5،COD،TS،TSS و رنگ از فاضلاب نساجی بافت بلوچ. - تعیین تاثیر ولتاژ برق در کارآیی فرآیند انعقاد الکتریکی با استفاده از الکترود های آلومینیومی به روش دو قطبی در حذف BOD5،COD،TS،TSS و رنگ از فاضلاب نساجی بافت بلوچ. - تعیین تاثیر زمان در کارآیی فرآیند انعقاد الکتریکی با استفاده از الکترود های آلومینیومی به روش دو قطبی در حذف BOD5،COD،TS،TSS و رنگ از فاضلاب نساجی بافت بلوچ. |
| سازمانها، مراکز و موسسات و سایر بهره برداران بالقوه دستاوردهای طرح | واحدهای نساجی از قبیل نساجی بافت بلوچ شهرستان ایرانشهر، شرکت های آب و فاضلاب، سازمان حفاظت محیط زیست،صنایع چاپ، کاغذسازی و دیگر صنایع و کارخانجات مشابه |
| تعریف واژه های تخصصی | فرایند الکتروکواگولاسیون : فرآیند الکتروکواگولاسیون (Electrocoagulation) یا به اختصار EC یک فرآیند الکتروشیمیایی است که از جریان مستقیم برق (DC) به منظور حذف آلاینده ها از محلول استفاده می کند (21). در فرآیند انعقاد الکتریکی، ماده منعقد کننده تولیدی در محل از طریق اکسیداسیون الکترولیتی یک آند از جنس مناسب تولید می شود. پلی آلومینیوم کلراید : نمک های آلومینیوم و آهن متداول ترین منعقد کننده هایی هستند که تاکنون برای تصفیه آب و پساب مورد استفاده قرار گرفته اند. اما در سالهای اخیر نوع جدیدی از مواد منعقد کننده تحت عنوان منعقد کننده های پلیمری معدنی (IPFs) با استفاده از نمکهای معمول آهن و آلومینیوم تهیه شدند و به منظور روز افزونی در بسیاری از نقاط دنیا به ویژه در چین، ژاپن، روسیه و کشورهای اروپای غربی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله برتری های منعقد کننده پلیمری معدنی نسبت به منعقد کننده های متداول می توان به کارایی مناسب در محدوده گسترده تری از pH و کارایی بهتر در دماهای مختلف بویژه در دماهای پایین اشاره کرد. پلی آلومینیوم کلراید (PAC) یکی از مهمترین انواع IPF ها می باشد که نسبت به گونه های دیگر کاربرد بیشتری دارند(15). |
| نوع مطالعه | تجربی-آزمایشگاهی |
| جامعه مورد مطالعه(معرفی مشارکت کنندگان)/ محیط پژوهش(معیارهای ورود و خروج ذکر شوند) | فاضلاب صنعت نساجی بافت بلوچ ایرانشهر |
| حجم نمونه و روش محاسبه آن | : 36 نمونه الف – تعداد آزمایشات در فرآیند انعقاد شیمیایی : دفعات تکرار آزمایش * دوز منعقد کننده PACl = دفعات آزمایش 12= (دفعات تکرار آزمایش) 2* (دوز منعقد کننده PACl) 6 = دفعات آزمایش BOD5 12= (دفعات تکرار آزمایش) 2 * (دوز منعقد کننده PACl) 6 = دفعات آزمایش COD 12= (دفعات تکرار آزمایش) 2* (دوز منعقد کننده PACl) 6= دفعات آزمایشTS 12= (دفعات تکرار آزمایش) 2 * (دوز منعقد کننده PACl)6 = دفعات آزمایش TSS 12= (دفعات تکرار آزمایش) 2* (دوز منعقد کننده PACl) 6 = دفعات آزمایش رنگ 60= 5 * 12 = تعداد کل آزمایش ها قبل از ورود به الکتروکواگولاسیون ب – تعداد دفعات آزمایش در فرآیند انعقاد الکتریکی: دفعات تکرار آزمایش * زمان ماند * انواع ولتاژ = دفعات آزمایش 48= (دفعات تکرار آزمایش) 2 * (زمان ماند) 4 * (ولتاژ) 6= دفعات آزمایش BOD5 48= (دفعات تکرار آزمایش) 2 * (زمان ماند) 4 * (ولتاژ) 6 = دفعات آزمایشCOD 48= (دفعات تکرار آزمایش) 2 * (زمان ماند) 4 * (ولتاژ) 6= دفعات آزمایشTS 48= (دفعات تکرار آزمایش) 2 * (زمان ماند) 4 * (ولتاژ) 6 = دفعات آزمایشTSS 48= (دفعات تکرار آزمایش) 2 * (زمان ماند) 4 * (ولتاژ) 6= دفعات آزمایشرنگ 240= 5 * 48 = تعداد کل دفعات آزمایش ها در فرآیند انعقاد الکتریکی ج – تعداد کل دفعات آزمایش 300 = 40 +240 تعداد کل آزمایش ها |
| روش نمونه گیری(نحوه تخصیص تصادفی و همسانسازی در صورت لزوم ذکر شود) | نمونه گیری به صورت دستی از عمق 30 سانتی متری فاضلاب خروجی از مخزن ذخیره سازی پس از همگن نمودن فاضلاب در پایان شیفت کاری و به صورت روزانه انجام می گیرد. |
| روش و ابزار جمع آوري داده ها / صحت و استحکام داده ها (پرسشنامه یا فرم اطلاعاتی ضمیمه شود) | *مراجعه به منابع علمی معتبر *نتایج آزمایشات *رسم نمودارها به کمک برنامه اکسل . |
| روش اجرای طرح(با جزئیات بطور کامل شرح داده شود) | ابتدا نمونه تهیه شده ازنساجی بافت بلوچ از لحاظ فیزیکی و شیمیایی مورد بررسی و آنالیز قرار می گیرد، و سپس نمونه به منظور انعقاد شیمیایی وارد دستگاه جارتست می شود، که خود این فرآیند شامل سه مرحله یعنی اختلاط سریع، اختلاط آرام و ته نشینی بود. به منظور اختلاط سریع نمونه را به مدت دو دقیقه با سرعت 150 دور در دقیقه با اضافه کردن منعقدکننده PACl (در دوزهای 5-10-15-20 میلی گرم در لیتر) بهم زده شد، و بعد از آن به منظور اختلاط آرام نمونه را به مدت 20 دقیقه با سرعت 50 دور در دقیقه بهم زده شد، و سپس به مدت 30 دقیقه جهت ته نشینی در شرایط سکون قرار داده خواهد شد. پس از انجام اختلاط سریع، آرام و ته نشینی، نمونه ای برای بررسی و آنالیز تاثیر منعقدکننده PACl (در دوزهای مختلف) بر روی فاکتورهای مورد آزمایش (BOD5، CODو...) برداشته می شود. و سپس فاضلاب برای انجام فرآیند انعقاد الکتریکی به راکتور منتقل شده و کارایی روش انعقاد الکتریکی، در حذف پارامترها در زمانهای ماند مختلف (15-30-45-60 دقیقه) و ولتاژهای متفاوت (10-20-30-40 ولت) و با pH ثابت حدود 7 مورد بررسی قرارخواهد گرفت، از طرفی آزمایشات به صورت سه بار تکرار انجام می پذیرد. - راه اندازی و استفاده از دستگاه جارتست به منظور انعقاد شیمیایی.( در سه مرحله شامل اختلاط سریع، اختلاط آرام و ته نشینی انجام خواهد شد، اختلاط سریع به مدت دو دقیقه با سرعت 150 دور در دقیقه با اضافه کردن منعقدکننده PACl (در دوزهای 5،10،15،20 میلی گرم در لیتر)، و سپس اختلاط آرام به مدت 20 دقیقه با سرعت 50 دور در دقیقه، و در انتها نگهداری نمونه در شرایط سکون به مدت 30 دقیقه جهت ته نشینی .) - طراحی، ساخت و راه اندازی راکتور انعقاد الکتریکی (بصورت دو قطبی) با الکترود های آلومینیومی. مشخصات راکتور انعقاد الکتریکی (بصورت دو قطبی) که از نوع بسته می باشد و بشرح زیر است: - یک مخزن بشکل مکعب مستطیل با ابعاد 15*15*25 سانتیمتر (طول*عرض *عمق) از جنس شیشه نشکن و مقاوم در برابر خوردگی اسید (بوکال)، ساخت کارخانه مرک آلمان با حجم موثر2 لیتر. - در داخل مخزن فوق تعداد چهار عدد صفحه فلزی از جنس آلومینیوم با ابعاد حدودا 20 * 14 سانتیمتر به ضخامت حدود 2 میلیمتر و مساحت کلی هر صفحه 280 سانتیمتر مربع و سپس الکترودها با فاصله ثابت 2 سانتیمتر در کنار هم قرار داده شد. الکترودهای صفحه ای کناری هر کدام به قطب مثبت یا منفی جریان برق متصل شدند و دو صفحه میانی طبق مکانیسم خود القائی نقش خود را در فرآیند انعقاد الکتریکی انجام دادند. - تهیه یک ترانسفورماتور جهت تبدیل جریان برق شهری (AC) به جریان مستقیم (DC) با ولتاژهای مختلف (صفر تا 40 ولت) (5 آمپر). -مراحل انجام کار:- انعقاد شیمیایی توسط دستگاه جارتست مدل VELP SCIEENTIFICA Jartest در سه مرحله شامل اختلاط سریع، اختلاط آرام و ته نشینی انجام خواهد شد، اختلاط سریع به مدت دو دقیقه با سرعت 150 دور در دقیقه با اضافه کردن منعقدکننده PACl (در دوزهای لازم)، و سپس اختلاط آرام به مدت 20 دقیقه با سرعت 50 دور در دقیقه، و در انتها نگهداری نمونه در شرایط سکون به مدت 30 دقیقه جهت ته نشینی. - انعقاد الکتریکی در چهار محدوده زمانی شامل 15، 30، 45 و60 دقیقه انجام می گیرد. - ولتاژهای برق مستقیم مورد استفاده شامل 10 و 20 و 30 و 40و50و60 ولت می باشد که توسط یک دستگاه ترانسفورماتور مدل DC POWER SUPPLY TPR6405-2D تامین خواهند شد. - قراردادن نمونه ها در درون راکتور انعقاد الکتریکی در زمانهای ماند مختلف و ولتاژهای مختلف: فرآیند انعقاد الکتریکی در چهار محدوده زمان ماند و چهار محدوده ولتاژ انجام می شود. پس از ورود نمونه های مورد نظر از فرآیند انعقاد شیمیایی،دستگاه تنظیم ولتاژ شد و سپس نمونه ها در درون راکتور مربوطه (محتوی الکترودهای آلومینیومی) ریخته شده و دستگاه ترانسفورماتور روشن می شود (در ولتاژ مورد نظر) و پس از گذشت مدت زمان تعیین شده برای انجام فرآیند، اقدام به نمونه برداری از محلول موجود در راکتور خواهد شد (تقریبا از میانه راکتور حجم مورد نیاز جهت انجام آزمایشات مربوطه برداشت می شود) و نمونه برداشت شده پس از انجام اقدامات لازم مطابق روشهای استاندارد مورد آنالیز فوری قرار خواهد گرفت و یا اینکه پس از افزودن مواد نگهدارنده و با در نظر گرفتن شرایط استاندارد نگهداری عمل آنالیز نمونه ها در فواصل زمانی منظم انجام خواهد شد. در ادامه با توجه به نتایج حاصله از انجام آزمایشات، شرایط بهینه حذف روش انعقاد شیمیایی با استفاده از منعقدکننده پلی آلومینیوم کلراید (در دوزهای مختلف) و روش انعقاد الکتریکی در ولتاژهای مختلف، در حذف پارامترهای مورد نظر مورد بررسی قرار می گیرد. - عملیات بصورت ناپیوسته انجام می شود. - تعیین غلظت |
| روش تجزیه، تحليل و توصیف دادهها (نمونهاي از جدول توخالي ضميمه شود و روش هاي آماري مورد استفاده به طور كامل توضيح داده شود)(کیفی و کمی) | با استفاده از نرم افزارspss، اکسل و رسم نمودار |
| ملاحظات اخلاقی | ندارد |
| محدودیتهای اجرائی طرح و پیش بینی جهت حل آنها | ندارد |
| کلمات کلیدی | الکتروکوآگولاسیون، پلی آلومینیم کلراید، صنایع نساجی |
| فهرست منابع و مراجع | 1- جنیدی جعفری احمد، بررسی کاهش سه نوع رنگ پساب نساجی بوسیلۀ سیستم های شیمیایی، تشعشع UV و ترکیبی، مجله دانشکده علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی سبزوار، سال دهم، شماره 1، سال 1382، صفحات 75-66. 2- جعفرزاده نادر، دانشور نظام الدین، تصفیه پساب نساجی حاوی مواد رنگزای بازیک به روش انعقاد الکتریکی، مجله آب وفاضلاب، شماره 57، سال 1385، صفحه 29-22. 3- علیزاده رضا، برقعی سید مهدی، استفاده از کربن فعال گرانول در فرآیند کربن زیستی به منظور حذف مواد آلی و رنگ پساب های صنایع نساجی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، دوره 25، شماره 3، سال 1385، صفحه 29-21. 4- دالوند آرش، غلامی میترا، جنیدی احمد، محمودی نیاز محمد، بررسی کارایی فرآیند انعقاد الکتروشیمیایی جهت حذف رنگزای راکتیو قرمز 198 از پساب رنگی، نشریه علمی پژوهشی علوم و فناوری رنگ، شماره 3، سال 1388، صفحه97-105. 5- معصوم بیگی حسین، رضایی عباس، نصیری اکبر، تجزیه فتوکاتالیستی متیلن بلو با استفاده از نانوذرات اکسید روی، مجله سلامت و محیط، دوره دوم، شماره سوم، پاییز 1388، صفحات 188 تا 195. 6- امامی فرزانه، تهرانی بقا علی رضا، قرنجیگ کمال الدین، بررسی عوامل مؤثر بر رنگبری یک رنگزای آزو راکتیو(C.I. Reactive Red 120) به روش فنتون، نشریه علمی پژوهشی علوم و فناوری رنگ، شماره 4، سال 1389، صفحه114-105. 7- ملکی افشین، رضایی رضا، بررسی تغییرات سمیت رنگزای راکتیو سیاه و دیسپرس نارنجی 25 در طی فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، نشریه علمی پژوهشی علوم و فناوری رنگ، شماره 3، سال 1388، صفحه 23-17. 8- پیکری م، کرباسیان ا. آزمایشهای آب و فاضلاب، اصفهان: ارکان دانش؛ 1385. 9- Tchobanoglous G, Burton F, David Stensel H. Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. Fourth Edition, Metcalf & Eddy, Inc; 2003: 363–367. 10- Woodard F. Industrial Waste Treatment Handbook. Butterworth–Heinemann; 2001: 250–267. 11- Bitton G. Wastewater microbiology. Third Edition, John Wiley & Sons; 2005: 102–110. 12- منزوی م ت. تصفیه فاضلاب. جلد دوم، چاپ نهم، انتشارات و چاپ دانشگاه تهران؛ 1382. 13- کی نژاد م، ابراهیمی س. مهندسی محیط زیست، جلد اول، تبریز: انتشارات دانشگاه صنعتی سهند؛ 1382. 14- Graham NJD.Ortho kinetic flocculation in rapid filtration. Water Research 1986; (54): 715- 724. 15- حسنی زنوزی مریم،علوی مقدم سیدمحمدرضا،آرامی مختار،حذف رنگزای 292با استفاده از پلی آلومینیم کلراید،نشریه علوم و فن آورد رنگ،1387،صفحات 87 تا 94. 16- Shin HS, Lee JK. Performance evaluation of electrocoagulation and electro dewatering system for reduction of water content in sewage sludge. Korean J. Chem. Eng 2006; 23(2): 188-193. 17- Chen G. Electrochemical technologies in wastewater treatment. Separation and Purification Technology 2004; (38): 11- 41. 18- Mollah M, et al. Fundamentals, present and future perspectives of electrocoagulation. Journal of Hazardous Materials 2004; B114: 199–210. 19- Kumar PR, Chaudhari S, Khilar KC, Mahajan SP. Removal of arsenic from water by electrocoagulation, ChemospHere 2004; (55): 1245–1252. 20- ملکوتیان،محمد.حیدری،محمدرضا.مقایسه روش انعقاد با پلی آلومینیم کلرید سیلیکاته و فرآیندالکتروکواگولاسیون در حذف سختی از آب شرب.مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران،دوره بیستم،شماره80،بهمن سال 1389.(45-53). 21- بیرجندی،نوشین وهمکاران.کاربرد روش انعقاد شیمیایی در تصفیه پساب کارخانه بازیافت کاغذ.نشریه آب وفاضلاب.شماره6.سال90.ص62-56. 22- Han M, Song J, Kwon A. Preliminary investigation of electrocoagulation as a substitute for chemical coagulation. J. of water supply 2002; 2(56):73-76. P 23- رحمانی،علیرضا.سمرقندی،محمدرضا.کارآیی روش الکتروکواگولاسیون در حذف رنگ اریوکرم بلاک تی از پسآب.مجله آب وفاضلاب،شماره1،1388. 24- جنیدی،احمدوهمکاران.تصفیه فاضلاب سنتتیک حاوی رنگزای راکتیو قرمز 198 با استفاده از فرآیند الکتروکواگولاسیون.مجله سلامت ومحیط،دوره چهارم،شماره اول،بهار1390،صفحات 11تا22. 25- امیری،هدی.احمدی مقدم،مهدی.بررسی کارآیی فرآیند الکتروکواگولاسیون در حذف کربن آلی کل فاضلاب های صنعتی.مجله سلامت ومحیط.دوره سوم،شماره دوم،تابستان 1389،صفحات 185تا194. 26- سعیدی محسن، خلوتی فهلیانی امین.کاهش COD پساب خروجی پالایشگاه گازی پارس جنوبی به روش انعقاد الکترکی، مجله آب و فاضلاب، شماره 57، سال 1385، |
| نام فایل | تاریخ درج فایل | اندازه فایل | دانلود |
|---|---|---|---|
| soratglase.doc | 1391/08/23 | 587264 | دانلود |
| dr.mohammadi.docx | 1391/08/23 | 19851 | دانلود |
| mansorian.docx | 1391/08/23 | 18875 | دانلود |
| sohrabi.docx | 1391/08/23 | 24782 | دانلود |
| پایان نامه نهایی.doc | 1391/08/23 | 3980288 | دانلود |
| 5670.jpg | 1392/04/05 | 828170 | دانلود |
