بررسی کارایی فرایندهای ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی در حذف رنگهای direct red 80 و reactive red 123 از محلول های آبی

The survey of removal efficiency of direct red 80 and reactive red 123 dyes by using hybrid processes by chlorination andSBR(Sequencing Batch Reactor from aqueous solution


چاپ صفحه 		پژوهان
صفحه نخست سامانه		 مجری و همکاران
مجری و همکاران		 اطلاعات تفضیلی
اطلاعات تفضیلی		 دانلود
دانلود 		علوم پزشکی زاهدان
علوم پزشکی زاهدان

مجریان: حسین نادی , فردوس کردمصطفی پور

کلمات کلیدی:

اطلاعات کلی طرح
hide/show

کد طرح 6040
عنوان فارسی طرح بررسی کارایی فرایندهای ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی در حذف رنگهای direct red 80 و reactive red 123 از محلول های آبی
عنوان لاتین طرح The survey of removal efficiency of direct red 80 and reactive red 123 dyes by using hybrid processes by chlorination andSBR(Sequencing Batch Reactor from aqueous solution
نوع طرح
محل اجرای طرح دانشکده بهداشت
رسته مطالعاتی تجربی- آزمایشگاهی
دانشکده/مرکز دانشکده بهداشت زاهدان
زمان اجرا -روز

اطلاعات مجری و همکاران
hide/show

نام و نام‌خانوادگی سمت در طرح نوع همکاری درجه‌تحصیلی پست الکترونیک
حسین نادیمجری hossain_nadi@yahoo.com
فردوس کردمصطفی پوراستاد راهنمای اول پایان نامه دانشجویی دکترای تخصصی ferdos_66@yahoo.com
ادریس بذرافشان فدافنمشاور دکترای تخصصی ed_bazrafshan@yahoo.com

اطلاعات تفضیلی
hide/show

عنوان متن
خلاصه طرح به فارسی بررسی کارایی فرایندهای ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی در حذف رنگهای direct red 80 و reactive red 123 از محلول های آبی
خلاصه طرح به لاتینThe survey of removal efficiency of direct red 80 and reactive red 123 dyes by using hybrid processes by chlorination andSBR(Sequencing Batch Reactor from aqueous solution
بيان مسئله تحقيق/اهمیت پژوهشآب آشامیدنی سالم و پاک یکی از مهم‌ترین نیاز‌های اساسی انسان‌ها است. آلوده شدن آب می‌تواند منشا ویرانی و تباهی باشد. لازمه تامین آب مناسب برای انواع مختلف مصارف، شناسایی رفتار حرکت آب در محیط رودخانه و دریا و آب زیر زمینی است. منابع آبی همواره به دلیل فعالیت های آنتروپوژنیک و فرآیندهای طبیعی در معرض انواع آلودگی ها قرار دارند (3-1). پدیده آلودگی عمدتاً نتیجه توسعه تکنولوژی، بویژه در قرن حاضر می باشد که با مسائل سیاسی، اقتصادی و اجتماعی گره خورده است(4). یکی از طرق آلودگی آبهای پذیرنده نظیر رودخانه ها و دریاچه ها ،دفع فاضلاب ها و پسابهای صنعتی به آنهاست، که از این طریق آلاینده های گوناگونی وارد این منابع می شوند(3). آلودگی آب چه به صورت آلودگی زیستی (وجود میکروب های بیماری زا)، چه به صورت آلودگی شیمیایی (به همراه داشتن عناصر و ترکیبات زیان آور شیمیایی) و چه به صورت های دیگر سبب ایجاد بیماری ها و اختلالات متعددی در انسان می گردد(1).
رنگ‌ها یکی از منابع مهم آلودگی محیط زیست هستند. رنگ ها در صنایع مختلف از جمله صنایع نساجی، صنایع چاپ، چوب و کاغذ، دباغی، آرایشی و بهداشتی، غذایی، آبکاری و غیره مصرف می شوند که پساب تولیدی در این صنایع حاوی غلظت های مختلفی از رنگ است. از بین این صنایع، صنعت نساجی بیش ترین مصرف رنگ را دارد(5 و 6). سالیانه در سراسر جهان حدود یک میلیون تن مواد رنگ زای مختلف سنتز می شود. برآوردها نشان می دهد که 20-15% رنگ مصرفی در این صنایع وارد فاضلاب می شود.رنگی بودن، ذرات معلق، pH و COD بالا از مهمترین مشخصه های فاضلاب صنایع نساجی است. (9-7). ورود این نوع فاضلاب به محیط باعث آلودگی شدید آبهای زیرزمینی، خاک و ایجاد بیماریهای گوناگون می شود(10).
رنگ ها براساس ساختار شیمیایی یا کروموفور به گروه های مختلفی تقسیم می شوند که مهمترین آنها آزو، آنتراکویینن، فتالوسیانین و تری آریلن اتان هستند که از این میان رنگهای آزو بیشتری کاربرد را دارند(حدود 50 تا 70 درصد رنگ‌های مورد اسـتفاده) (11 و 12 ‏). رنگ های آزو حاوی عامل رنگی باند آزو(-N=N-) می باشند که به همراه آن یک یا چند سیستم آروماتیک نیز حضور دارد(13 و14).
در سال‌های اخیر با تولید و استفاده روزافزون رنگ‌های سـنتزی با ساختار پیچیده‌تر و پایدارتر نسبت به رنگ های طبیعی توجه بیشتری به آلودگی زیست محیطی آن‌ها معطوف شده است. رنگهای سنتیک بویژه رنگهای آزو اغلب دارای وزن مولکولی بالا ، ساختار پیچیده و آروماتیک بوده، سمی، جهش زا و سرطان زا هستند و در برابر نور خورشید بسیار پایدارند، در برابر تجزیه شیمیایی مقاومند و در کارایی سیستم های متداول تصفیه اختلال ایجاد می کنند(17-15). تخلیه این فاضلاب ها نه تنها جنبه زیبایی شناسی آب های پذیرنده را تحت تاثیر قرار می دهد بلکه باعث آلودگی شدید آبهای زیرزمینی، خاک و ایجاد بیماریهای گوناگون شده، از انتقال نور خورشید به داخل محیط های آبی جلو گیری کرده و منجر به کاهش فرایند فتوسنتز می گردد که در نتیجه آم میزان اکسیژن محلول رودخانه کاهش می یابد (18 و 19‏). این رنگها میزان کلر مصرفی برای کلرزنی آب را افزایش می دهند و زندگی آبزیان و انسانها را تهدید می کنند. رنگهای راکتیو نیز (که یکی از پرکاربردترین رنگهای نساجی است) می توانند با سیستم ایمنی بدن واکنش دهند و ایجاد حساسیت شدید کنند. به نحوی که، وقتی شخصی برای بار دوم در معرض این رنگها قرار گرفت، خیلی حساس می شود و زود واکنش نشان می دهد(20و21).
مقدار استاندارد توصیه شده رنگ توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) و سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا(USEPA) بر حسب TCU حداکثر مطلوب 5 واحد و حداکثر مجاز 15 واحد می باشد(24-22). موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران نیز همین مقدار را برای حداکثر مجاز رنگ تعیین کرده است(19 پایان نامه خودم). از این رو حذف این دسته از آلاینده‌ها در بسیاری از تحقیقات مورد توجه قرار گرفته است(15).
روش‌های متنوع و مختلفی از قبیل روش های زیستی، روش های شیمیایی و روش های وابسته به خواص فیزیکی و شیمیایی که از آن جمله می توان انعقاد و لخته سازی، تصفیه بیولوژیکی ، اکسیداسیون شیمیایی، تصفیه الکتروشیمیایی، تعویض یون و فرآیند جذب سطحی اشاره نمود، برای حذف رنگ ها از محلول‌ها وجود دارد (25و 26) غالب این روشها دارای معایبی نظیر هزینه بالای تصفیه، نیاز به تصفیه اضافی، تولید فرآورده های جانبی خطرناک و راندمان پایین می باشند(27و28). مثلا روش‌های شیمیائی شامل انعقاد یا جمع شدن با فرایندهای شناورسازی، فیلتراسیون، رسوب کردن ـ جمع شدن، انعقاد سینتیکی الکتریکی، روش‌های اکسیداسیون به وسیله اوزون، پرتوافکنی یا مراحل الکتروشیمیائی می باشد که اغلب گران هستند (29).
در سال های اخیر فرآیند تجمع بیولوژیکی به طور وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته است.از میکرواورگانیسم هایی مثل جلبک ها، قارچ ها، باکتری ها، مخمر، اکتینومیست هاو… به عنوان، مورد استفاده قرار گرفته است. روش های میکروبی در حذف آلاینده ها از پساب های صنعتی نسبت به سایر روش ها بسیار کم هزینه تر و راحتر است و بازده عملی بالایی دارد. کوچک بودن اندازه ذرات، سرعت در رشد و تکثیر، چگالی کم، قدرت جداسازی بالا و کم هزینه بودن استفاده از آن ها باعث شده تا محققان توجه بیشتری به جاذب های میکروبی داشته باشند(30و31).
عوامل محیطی نظیر میزان رشد میکروارگانیسم ها، وضعیت باکتری، چگونگی و مقدار سمی بودن آلاینده به طور مستقیم بر توان جذب میکروارگانیسم ها در آب، سیستم های فاضلاب ، یا خاک مؤثر است(32).
جذب زیستی در واقع توانایی توده زیستی در جمع اوری رنگها و دیگر الاینده ها از پسابها از طریق فعالیت های متابولیکی غیر میتقیم یا راههای فیزیکی و شیمیایی جذب است. جلبکها، کپکها، مخمرها، باکتریها و قارچها از جمله این جاذبها هستند(33). در این راستا از فرآیندهای مختلفی استفاده می شود. یکی از این فرآیند ها راکتور منقطع (SBR) می باشد. راکتور منقطع، تانک فرآیندی ای است که برای تصفیه فاضلاب ها یا پساب حاصل از واحد های بی هوازی در یک محیط بسته استفاده می شود. راکتور منقطع در واقع یک فرآیند لجن فعال است که جهت بهره برداری در شرایط ناپایدار طراحی شده است. تفاوت اصلی لجن فعال متعارف و راکتور منقطع این است که در لجن فعال متعارف جریان به صورت پیوسته می باشد و عملیات هوادهی و ته نشینی در تانکهای مجزا اتفاق می افتد اما در راکتور منقطع تمامی فرآیند در یک تانک اما در زمانهای متوالی انجام می گیرد و جریان به صورت منقطع می باشد(34).

بر خلاف آنچه تصور می‌شود،‌ فرآیندهای منقطع پر و خالی نظیر SBR روشی نیست که در مقطع فعلی پیشرفت نموده باشد. بین سالهای ۱۹۱۴ الی ۱۹۲۰ سیستمهای مختلف پر و خالی در حال کار بودند. علاقه‌مندی به سیستمهای SBR در اواخر دهه ۱۹۵۰ و اوایل دهه ۱۹۶۰ مجدداً رونق گرفت که علت آن پیشرفت دستگاه‌ها و تکنولوژیهای جدید بود. پیشرفت در تجهیزات هوادهی و سیستمهای کنترل به سیستم SBR اجازه داد تا به طور موفقیت‌آمیزی با سیستم لجن فعال متعارف رقابت نماید(33). در نهایت هدف از این مطالعه حذف رنگ direct red 80 و reactive red 123 توسط راکتور منقطع می باشد.


سابقه طرح و بررسی متون :
• در مطالعه ای که Suntud و Parawee در آن به حذف رنگ از فاضلاب نساجی با استاده از لجن بیولوژیکی پرداختند مشخص شد سیستم تصفیه بیولوژیکی، بویژه سیستم GAC-SBR کارایی بالایی در حذف فاضلاب نساجی دارد و برای حذف آن مناسب است. همچنین نتایج نشان داد که میزان حذف ذرات رنگزا، BOD5، COD و TKN در سیتسم GAC-SBR بیولوژیکی به ترتیب برابر 6/94، 4/94، 4/94 و 3/59 بود(35).
• در مطاله ای Thongchai در مورد حذف رنگزای azo-reactive در یک راکتور بسته منقطع هوازی - بی هوازی در دو فرآیند تک مرحله ای و دو مرحله ای انجام دادند، نتایج نشان داد که حذف COD در مرحله بی هوازی در فرآیند دو مرحله ای و همچنین در مرحله هوازی در فرآیند تک مرحله ای به خوبی صورت گرفته است. بالاترین میزان حذف رنگ در غلظت 500 میلی گرم بر لیتر رنگزای RB5 برای هر سیستم تک مرحله ای 73 تا 77 درصد و دو مرحله ای 59 تا 64 درصد بوده و حذف رنگزا در مرحله هوازی وابسته به میزان حذف در مرحله بی هوازی قبلی در فرآیند دو مرحله ای می باشد(36).
• در مطالعه ای که توسط Orcun و همکاران روی تصفیه رنگزاهای آزو موجود در فاضلاب صنایع نساجی بوسیله روشهای بیولوژیکی بی هوازی و اکسیداسیون شیمیایی انجام شد، نتایج نشان داد که در مرحله بیولوژیکی، افزایش زمان ماند و افزایش رشد میکروارگانیسم ها تاثیر مثبت در حذف رنگزا دارد. همچنین بالاترین میزان حذف در فرآیند اکسیداسیون شیمیایی 93 درصد در pH=3، در زمان ماند 2 ساعت و 80 درجه سانتی گراد بود(37).
• در مطالعه ای که توسط Kapdan و همکاران در سال 2005 با عنوان اثر پارامترهای عملیاتی بر روی حذف COD و رنگ در SBR انجام شد، مشخص گردید که بیشترین مقدار حذف COD و رنگ به ترتیب 70 و 90 درصد می باشد. همچنین نتایج نشان دادند که اصلی ترین فاز در حذف رنگ، فاز بی هوازی ( با راندمان 95درصد) می باشد(38).
• در مطالعه ای با عنوان تصفیه رنگ ارنج 2 در سیستم SBR هوازی و بی هوازی که توسط Ong و همکاران انجام گردید، نتایج نشان دادند که با افزایش میزان بار آلی کارایی حذف در هر دو سیستم SBR افزایش می یابد. با اضافه کردن 100 mg/l رنگ ارنج 2 کارایی حذف در فرایند هوازی 15درصد و در فرایند بی هوازی 80 درصد Removal of water-soluble acid dyes from water environment using a novel magnetic molecularly imprinted polymer. J hazard Mater. 2011; 187: 274–282.
26. T. Robinson, G. McMullan, R. Marchant, P. Nigam, Bioresour. Technol. 2001; 77: 247.
27. Pearce C.I, Lloyd J.R, Guthrie J.T. Dye and Pigments. 2003; 58: 179-96.
28. Sadri Moghaddama S, Alavi Moghaddama M.R, Aramib M. Coagulation/flocculation process for dye removal using sludge from water treatment plant: Optimization through response surface methodology. J hazard Mater. 2010; 175: 651–7.
29. Li HQ, Han HJ, Du MA, Wang W. Removal of phenols thiocyanate and ammonium from coal gasification wastewater using moving bed biofilm reactor. Bioresource Technol.2011; 102: 4667-73.
30. Samani M, barghi M, chaichie M. Adsorption of chromium from aqueous solution using Pani. Journal of Water and wastewater. 2011; 3: 2-9.
31. Samarghandi M, Aziziyan S, Shirzad M, Karimi M. Water Agency and the removal of hexavalent chromium from the soil using a modified Raji tree Saw: Balance of Vsyntyky. Twelfth Conference of Environmental Health. 2009; 12: 52-62.
32. Al-yaqout A.F. Assessment and analysis of industrial liquid waste and sludge disposal at unlined landfill sites in arid climate. Waste management. 2003; 23: 817-24.
33. Lei Wu D, Wang W, Wen Guo Q, Shen Y. Combined Fenton–SBR process for bamboo industry wastewater treatment. Chemical Engineering Journal. 2013; 214: 278–284.
34. Norcross K.L. Sequencing batch reactors-An overview. Water science and technology 1992; 26: 9-11.
35. Suntud S, Parawee P. Removal of disperse dyes from textile wastewater using bio-sludge. Bioresource Technology. 2007; 98: 1057–66.

36. Thongchai P, Komol I, Jin A. Decolorization of azo-reactive dye by polyphosphate- and glycogen-accumulating organisms in an anaerobic±aerobic sequencing batch reactor. Bioresource Technology. 2001; 76: 151-159.
37. Orcun T, Gülin E, Süheyda A, Jörgen F and Ulrika W. The treatment of azo dyes found in textile industry wastewater by anaerobic biological method and chemical oxidation. Separation and Purification Technology. 2011; 79: 26–33.
38. Karapinar Kapdan I, Ozturk R. Effect of operating parameters on color and COD removal performance of SBR: Sludge age and initial dyestuff concentration. Journal of Hazardous Materials. 2005; 123: 217–22.
39. Ong S, Toorisaka E, Hirata M, Hano T. Treatment of azo dye Orange II in aerobic and anaerobic-SBR systems. Process Biochemistry. 2005; 40: 2907–14.
40. Suntud S, Thadchai H. Removal of Zn2+ and Cu2+ by a sequencing batch reactor (SBR) system. Bioresource Technology. 2007; 98: 808–18.
41. Sirianuntapiboon S, Ungkaprasatcha O. Removal of Pb2+ and Ni2+ by bio-sludge in sequencing batch reactor (SBR) and granular activated carbon-SBR (GAC-SBR) systems. Bioresource Technology. 2007; 98: 2749–57.
42. Ehrampoush M.H, Ghanizadeh Gh, Ghaneian M.T. EQUILIBRIUM AND KINETICS STUDY OF REACTIVE RED 123 DYE REMOVAL FROM AQUEOUS SOLUTION BY ADSORPTION ON EGGSHELL. J. Environ. Health. Sci. Eng., 2011; 8( 2): 101-108

بدست آمد(39).
• در مطالعه ای که Suntud و Thadchai در مورد حذف نقره و مس بوسیله سیستم راکتور بسته منقطع انجام دادند، نتایج نشان داد که راندمان حذف نقره، مس، BOD5، COD و TKN در سیستمی که در آن از فاضلاب شهرک صنعتی استفاده شد در غلظت 10 میلی گرم بر لیتر مس و نقره و MLSS=4500، به ترتیب برابر 61/92،77/83،98،92 و 1/87 درصد بود(40).
سوالات و / یا فرضیات پژوهش1- آیا تغییرات غلظت اولیه کلر در کارایی فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی در حذف رنگ direct red 80 از محلول های آبی موثر است؟
2- آیا تغییرات غلظت اولیه کلر در کارایی فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی در حذف رنگ reactive red 123 از محلول های آبی موثر است؟
3-آیا تغییرات غلظت اولیه رنگ direct red 80 تاثیری بر کارایی حذف این رنگ درفرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی دارد؟
4-آیا تغییرات غلظت اولیه رنگ reactive red 123 تاثیری بر کارایی حذف این رنگ درفرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی دارد؟
5-آیا تغییرات زمان ماندهیدرولیکی بر کارایی حذف رنگ direct red 80 در فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی دارد؟
6-آیا تغییرات زمان ماندهیدرولیکی بر کارایی حذف رنگ reactive red 123 در فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی دارد؟
7-آیا تغییرات بار آلی ورودی(BOD وCOD ) برکارایی حذف رنگ direct red 80 در فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی دارد؟
8-آیا تغییرات بار آلی ورودی(BOD وCOD ) برکارایی حذف رنگ reactive red 123 در فرایند ترکیبی کلرزنی راکتور ناپیوسته متوالی دارد؟
هدف کلی طرحتعیین کارایی فرایندهای ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی در حذف رنگهای direct red 80 و reactive red 123 از محلول های آبی
اهداف اختصاصیتعیین تغییرات غلظت اولیه کلر در کارایی فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی در حذف رنگ direct red80
2-تعیین تغییرات غلظت اولیه کلر در کارایی فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی در حذف رنگ reactive red 123
3-تعیین تغییرات غلظت اولیه رنگ direct red80 بر کارایی حذف این رنگ در در فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی
4-تعیین تغییرات غلظت اولیه رنگ reactive red 123 بر کارایی حذف این رنگ در فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی
5-تعیین تغییرات زمان ماندهیدرولیکی بر کارایی حذف رنگ direct red 80 در فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی
6-تعیین تغییرات زمان ماندهیدرولیکی بر کارایی حذف رنگ reactive red 123 در فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی
7-تعیین تغییرات بار آلی ورودی (BOD وCOD )بر کارایی حذف رنگ direct red 80 در فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی
8-تعیین تغییرات بار آلی ورودی(BOD وCOD ) بر کارایی حذف رنگ reactive red 123 در فرایند ترکیبی کلرزنی و راکتور ناپیوسته متوالی
سازمانها، مراکز و موسسات و سایر بهره برداران بالقوه دستاوردهای طرحشرکت آب وفاضلاب – کارخانجات تولیدکننده انواع پساب های رنگی.
تعریف واژه های تخصصیراکتور منقطع: راکتور منقطع، تانک فرآیندی ای است که برای تصفیه فاضلاب ها یا پساب حاصل از واحد های بی هوازی در یک محیط بسته استفاده می شود. راکتور منقطع در واقع یک فرآیند لجن فعال است که جهت بهره برداری در شرایط ناپایدار طراحی شده است. تفاوت اصلی لجن فعال متعارف و راکتور منقطع این است که در لجن فعال متعارف جریان به صورت پیوسته می باشد و عملیات هوادهی و ته نشینی در تانکهای مجزا اتفاق می افتد اما در راکتور منقطع تمامی فرآیند در یک تانک اما در زمانهای متوالی انجام می گیرد و جریان به صورت منقطع می باشد(34).

رنگ آزو: رنگهای آزو بیشترین کاربرد را در صنایع دارند و حدود 50 تا 70 درصد رنگ‌های مورد اسـتفاده در صنایع را تشکیل می دهند. رنگ های آزو حاوی عامل رنگی باند آزو(-N=N-) می باشند که به همراه آن یک یا چند سیستم آروماتیک نیز حضور دارد(11 -14).
جذب زیستی: توانایی توده زیستی در جمع اوری رنگها و دیگر الاینده ها از پسابها از طریق فعالیت های متابولیکی غیر میتقیم یا راههای فیزیکی و شیمیایی جذب است. جلبکها، کپکها، مخمرها، باکتریها و قارچها از جمله این جاذبها هستند(33).
نوع مطالعهتجربی- آزمایشگاهی
جامعه مورد مطالعه(معرفی مشارکت کنندگان)/ محیط پژوهش(معیارهای ورود و خروج ذکر شوند)نمونه های سنتتیک حاوی غلظت مشخصی از رنگهای direct red 80 و reactive red 123
حجم نمونه و روش محاسبه آنباتوجه به اینکه آزمایشات در 4 محدوده غلظت ماده رنگ زا ( 20-40-60-80) میلی گرم بر لیتر ،5 محدوده زمان ماند هیدرولیکی معین و 3 محدوده بار آلی ورودی (100، 250 و 500 میلی گرم در لیتر) و 4 محدوده کلر زنی انجام خواهد گرفت حجم نمونه برابر خواهد شد با :
4*5*3*4=240
از آنجائیکه آزمایشات برروی دو ماده رنگزای direct red 80 و reactive red 123 انجام خواهد گرفت حجم کل نمونه ها برابر است با:
2*240=480
روش نمونه گیری(نحوه تخصیص تصادفی و همسانسازی در صورت لزوم ذکر شود)پس از سپری شدن یک دوره کامل در راکتور برای هر مرحله از آزمایش، نمونه برداشته خواهد شد.
روش و ابزار جمع آوري داده ها / صحت و استحکام داده ها (پرسشنامه یا فرم اطلاعاتی ضمیمه شود)
روش اجرای طرح(با جزئیات بطور کامل شرح داده شود)جهت تهیه محلول مادر رنگزا با غلظت 1000 میلی گرم بر لیتر، جرم مشخصی از رنگزا در آب مقطر حل و جهت انجام آزمایشات بعدی غلظت های مورد نیاز رنگزا از رقیق سازی محلول مادر تهیه می گردد. برای جلوگیری از تغییرات غلظت، محلول مادر در یخچال نگهداری می شود.
فرآیند حذف بیولوژیکی هوازی در راکتور منقطع:
برای انجام فرایند اکسیداسیون شیمیایی در راکتور جداگانه در ابتدا غلظت مشخصی کلر زنی صورت خواهد گرفت. پس از زمان ماند معینی رنگ باقیمانده در راکتور مورد سنجش قرار خواهد گرفت. در نهایت پساب حاصل از این مرحله کلرزدایی شده و وارد فرایند بیولوژیکی می شود .
فرآیند حذف بیولوژیکی رنگزا در این بررسی به صورت منقطع و درون راکتورهای بسته در شرایط هوازی صورت خواهد گرفت. برای این فرآیند از راکتور شیشه ای ابعاد16*16 سانتی متر و ارتفاع 40 سانتی متر با حجم مفید 5/7 لیتر استفاده خواهد شد. جهت انجام آزمایشات حذف رنگزا در راکتور منقطع، لجن بیولوژیکی از خط لجن برگشتی تصفیه خانه فاضلاب شهر زاهدان تهیه می گردد . لجن بیولوژیکی قبل از انجام آزمایشات در راکتور منقطع به مدت یک هفته با مواد مغذی لازم جهت رشد بدون هیچ گونه ماده رنگزایی در تماس خواهد بود تا رشد مطلوب ارگانیسمها فراهم شود جهت کنترل رشد ازآزمایش MLSS استفاده خواهد شد که برای شروع آزمایشات لازم است در محدوده 3500 میلی گرم در لیتر باشد. جهت هوادهی سیستم و تامین اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم ها از کمپرسورهوا استفاده می شود. این سیستم اکسیژن محلول مورد نیاز حدود 2-3 میلی گرم بر لیتر را فراهم می کند. با استفاده از یک هیتر آکواریوم دما در محدوده رشد میکروارگانیسم ها تنظیم خواهد شد.
آزمایشات حذف بیولوژیکی رنگزا در راکتور منقطع به صورت یک سیکل در روز و در زمان ماندهای هیدرولیکی معین، در5 غلظت مختلف ماده رنگزا و سه بار آلودگی ورودی انجام خواهد پذیرفت. برای شروع آزمایشات در راکتور منقطع 4/1 لیتر از لجن بیولوژیکی (سازگار شده با محیط جدید) را به راکتور منقطع انتقال می دهیم، سپس در یک دوره زمانی 30 دقیقه فاضلاب حاوی غلظت مشخصی از رنگزا به سیستم اضافه می شود تا در نهایت 5/7 لیتر از حجم راکتور توسط فاضلاب پر شود. در زمان شروع فرآیند سیستم به طور پیوسته هوادهی می شود تا زمان ماند مورد نیاز سپری شود(زمان هوادهی در یک زمان ماند 24 ساعته متغییر می باشد). پس از گذراندن زمان ماند، هوادهی به مدت 2 ساعت قطع می شود تا لجن ته نشین شود. پس از ته نشینی کامل لجن از پساب سیستم نمونه گیری شده و جهت اندازه گیری غلظت باقیمانده رنگ به آزمایشگاه انتقال داده می شود. سیستم نیز به مدت نیم ساعت در حالت استراحت قرار می گیرد و بعد از آن مجددا توسط فاضلاب پر می شود تا حجم فاضلاب در راکتور منقطع به 5/7 لیتر برسد و مراحل بعدی آزمایش تکرار می شود (41). جهت کنترل فرایند از پارامتر F/M استفاده خواهد شد. لازم به ذکر است که در این نوع فرایند SRT با HRT برابر می باشند.
اندازه گیری غلظت ماده رنگزا در پساب:
بعد از انجام آزمایشات، نمونه های برداشتی از سیستم را از صافی عبور داده (جهت حذف مواد معلق و...) و برای اندازه گیری غلظت رنگزا در پساب از روش رنگ سنجی بوسیله دستگاه اسپکتروفتومتر (مدل T80 UV/VIS) استفاده می شود. برای این کار ابتدا با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر طول موجی که رنگزای در آن بیشترین جذب را دارد( به ترتیب برای رنگ direct red 80 برابر543 nm و برای رنگ reactive red 123 برابر 506 nm)، مشخص می گردد(20و42) و سپس منحنی کالیبراسیون رنگزا در محدوده غلظت های mg/L 40-5 رسم گردید و براساس معادله خط بدست آمده و عدد جذب قرائت شده توسط دستگاه اسپکتروفتومتر برای هر آزمایش، غلظت رنگ در نمونه ها اندازه گیری می گردد. در نهایت راندمان حذف رنگزا در هر مرحله آزمایش از طریق رابطه زیر محاسبه می گردد:


در رابطه فوق و به ترتیب نشان دهنده غلظت های اولیه و نهایی رنگزا (غلظت رنگزا در پساب) می باشد.
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)پس از جمع آوری داده ها با استفاده از نرم افزار Excel 2010 با استفاده از آمار توصیفی منحنی های حذف در شرایط مختلف رسم می شود و براساس آن داده های مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.
ملاحظات اخلاقی ندارد
محدودیتهای اجرائی طرح و پیش بینی جهت حل آنهاندارد
کلمات کلیدیجذب زیستی، رنگ آزو، راکتور منقطع
فهرست منابع و مراجع1. Seghizzi P, D’Adda F, Borleri D, Barbic F, Mosconi G. The Science of the Total Environment.1994; 105.
2. Beagles A. Electrocoagulation (EC). – Science and Applications. 2004.
3. Najafpour A. Performance of anaerobic– aerobic reactors in biological removal from wastewater. PhD thesis, Tehran University of Medical:School of Public Health and Institute of Public Health Research;1998.
4. Clarck R.B. Marine pollution. Axford university press. 1992; 172- 84.
5. Gupta VK, Ali I, Vipin K. Adsorption studies on the removal of Vertigo Blue 49 and Orange DNA13 from aqueous solutions using carbon slurry developed from a waste material. J Coll Interf Sci. 2007; 315: 87-96.
6. Shi B, Li G, Wang D, Feng C, Tang H. Removal of direct dyes by coagulation: The performance of preformed polymeric aluminum species. J Hazard Mater. 2007;143: 567-74.
7. Andre B, Santos D, Francisco J, Jules B, Lier V. Review paper on current technologies for decolourisation of textile wastewaters: Perspectives for anaerobic biotechnology. Bioresour Technol. 2007;98: 2369-85.
8. Liu Y, Chen X, Li J, Burda C. Photocatalytic degradation of azo dyes by nitrogen-doped TiO2 nanocatalysts. Chemosphere. 2005; 61:11-18.
9. Daneshvar N, Oladegaragoze A, Djafarzadeh N. Decolorization of Basic dye solutions by electrocoagulation: An investigation of the effect of operational parameters. J Hazard Mater. 2006; 129, 116-22.
10. Babaie A, Alavi N, Jafarzadeh N. Environmental Chemical Engineering. Tehran. Andishe Rafie. 2010. Pp 147.
11. Aos Santos AB, Cervantes FJ, van Lier JB. Review paper on current technologies for decolourisation of textile wastewaters: Perspectives for anaerobic biotechnology. Bioresour Technol. 2007; 98: 2369-85.
12. Dele W, O’Neill C, Freda R, Hawkes, Helena M, Pinheiro L. Anaerobic Treatment of Textile Effluents: A Review. J Chem Technol Biotechnol. 1998; 73: 323- 35.
13. Rezaee R, Movahedian Attar H. Investigating the efficiency of advanced photochemical oxidation (APO) technology in degradation of direct azo dye by UV/H2O2 process. Journal Water & WasteWater 2008; 59: 75-83.(Persian)
14. Peng Y, Fu D, Liu R, Zhang F, Liang X. NaNO2/FeCl3 catalyzed wet oxidation of the azo dye Acid Orange 7. Chemosphere 2008; 71: 990–7.
15. A. Eychmuller, J. Phys. Chem. B. 2000; 104: 651-4.
16. Kim, T.H, et al. Decolorization of disperse and reactive dyes by continuous electrocoagulation process. Desalination. 2002; 150: 165-175.
17. Kokal V, Doliska A, Eichlerovi I, Baldrain P, Nerud F. Decolorization of Textile dyes by whole cultures of Ischnoderma resinosumand by purified Laccase andMnperoxidase. EnzymeMicrob Technol. 2007; 40: 1673-77.
18. Cicek F,Ozer D,Ozer A. Lowcost removal of reactive dyes usingwheat bran. J Hazard Mater. 2007;146: 408-16.
19. Yousefi X, Mohseni A, Dianati R, Ghahramani A. Evaluation of synthetic Aofrd System GAC-SBR der delete Rnthe Raktaoilo 3 and Desrs the Yellow 3 BL Fadilab, a scientific magazine Science Mazandaran. 2011; 21(1): 41-9.
20. Tunc s, Gurkan T, Duman O. Decolorizatation of DB71 and AR66 From aqueous Solution by fenton Process. chemical Engineering journal. 2012; 181:431-42
21. Rezaee R, Movahedian Attar H. Investigating the efficiency of advanced photochemical oxidation (APO) technology in degradation of direct azo dye by UV/H2O2 process. Journal Water & WasteWater 2008; 59: 75-83.
22. Jorje E. Water treatment principles for universal applications, translate Mahvi A, Alavi N. Andishe Rafie. 2008; 1: 17.
23. Peng Y, Fu D, Liu R, Zhang F, Liang X. NaNO2/FeCl3 catalyzed wet oxidation of the azo dye Acid Orange 7. Chemosphere. 2008; 71: 990–7.
24. Bali Uatalkaya E, Sengül F. Photodegradation of Reactive Black 5, Direct Red 28 and Direct Yellow 12 using UV, UV/H2O2 and UV/H2O2/Fe2+: a comparative study. Journal of Hazardous Materials. 2004; 114: 159-66.
25. Luo X, Zhan Y, Huang Y, Yang L, Tu X, Luo S.

پیوست ها
hide/show

نام فایل تاریخ درج فایل اندازه فایل دانلود
پروپوزال نهایی.doc1392/04/312696704دانلود
davari mohandes akbari.doc1392/04/31585728دانلود
davari mohandes kamani.doc1392/04/31614912دانلود
soratjalase1.docx1392/04/31371513دانلود