سنتز و شناسايي كامپوزيت A-88MIL-C براي بررسي تصفيه پذيري فاضالب صنايع لبني كارخانه شير پگاه اصفهان با روش الكتروفنتون

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

عمران

كارشناسي ارشد

صنايع لبني با توليد طيف گسترده‌اي از محصول‌هاي مبتني بر شير، يكي از بزرگترين مصرف كنندگان منابع آب در ميان صنايع غذايي هستند. فاضلاب‌ اين صنايع با مقادير زيادي مواد آلي، جامد‌هاي معلق، روغن‌ها، نمك‌ها و چربي‌ها همراه است. بنابراين، باعث ايجاد مشكلات زيست محيطي براي انسان‌ها، گياهان و اكوسيستم‌هاي آبي شده است. با توجه به خصوصيات اين نوع فاضلاب، روش‌هاي اكسيداسيون پيشرفته به دليل سازگاري بالا با محيط زيست، اثر به سزايي در تصفيه آن‌ها داشته‌اند. از اين رو در اين پژوهش از كامپوزيت C-MIL-88A همراه با فرآيند موثر الكتروفنتون، به منظور كاهش قابل توجه بار آلي از فاضلاب صنايع لبني، استفاده شد. ابتدا نانو ميله‌هاي دوكي شكل از كامپوزيت C-MIL-88A به روش هيدروترمال سنتز شد. سپس، ويژگي‌هاي ريخت‌شناسي آن به وسيله آزمون‌هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM)، طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDAX)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، اندازه‌گيري سطح ويژه (BET)، طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR)، پراش پرتو ايكس (XRD)، مغناطيس سنجي نمونه ارتعاشي (VSM) و طيف سنج فوتوالكتريكي پرتو ايكس (XPS) ارزيابي شد كه بر ساخت صحيح كامپوزيت دلالت داشتند. پس از اطمينان از ساختار به دست آمده، آزمايش‌ها روي نمونه‌هاي مركب از كارخانه شير پگاه اصفهان انجام شد. به منظور تعيين محدوده متغيرهاي موثر pH، زمان، غلظت كامپوزيت و غلظت اكسيد كننده، آزمايش‌هاي مقدماتي صورت گرفت. تمامي آزمايش‌ها تحت شرايط ثابت فاصله الكترودها cm 3 و چگالي جريان A/m2 9 انجام گرديد. در آخر با نرم افزار 13 Expert Design و روش سطح پاسخ (RSM)، متغيرهاي موثر بر فرآيند الكتروفنتون بهينه گرديد. در روش طراحي مركب مركزي (CCD)، مدل مربعي (Quadratic) بر داده‌ها منطبق بود. همچنين سينتيك واكنش‌ها از معادله درجه دوم تبعيت كرد. مقايسه مقدار تجربي R2 (9983/0) با مقدار پيش‌بيني شده R2 (9982/0)، صحت مدل را براي كاهش COD از فاضلاب لبني در فرآيند الكتروفنتون تاييد كرد. براي بررسي برهمكنش متغيرهاي مختلف بر يكديگر، از نمودارهاي سطح پاسخ و هم‌نگاشت‌ استفاده شد. شرايط بهينه براي كاهش COD از فاضلاب در فرآيند الكتروفنتون، شاملpH برابر با 0/7، زمان فرآيند 6/102 دقيقه، غلظت كاتاليست C-MIL-88A برابر با 5/0 گرم در ليتر و غلظت اكسيد كننده سديم پرسولفات برابر با 026/0 مولار به دست آمد. با توجه به مقادير بهينه، راندمان حذف COD از فاضلاب كارخانه شير پگاه اصفهان، به طور آماري برابر با 6/86% و به طور تجربي برابر با 89% به دست آمد. نتايج حاصل از فرآيند الكتروفنتون نسبت به پژوهش‌هاي پيشين بر روي فاضلاب صنايع لبني، با استفاده از كامپوزيت C-MIL-88A و الكترودهاي كم ‌هزينه گرافيت و تيتانيوم، بسيار رقابتي و اميدواركننده‌ بود.

223656

محيط زيست

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان