بررسي تصفيه پذيري فاضلاب نساجي به روش الكتروفنتون همراه با كاتاليست سنتز شده بر پايه‌ي چارچوب فلز-آلي آهن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

صنعت نساجي يكي از متنوع‌ترين و پيچيده‌ترين صنايع است. فاضلاب اين صنعت به دليل سميت بالا و عدم تجزيه زيستي مواد رنگزا، جزء فاضلاب‌هاي مقاوم مي‌باشد . مشكل ديگر اين صنعت، مصرف بسيار زياد آب و مواد شيميايي در فرآيند‌هاي مرطوب است كه موجب توليد حجم بالايي فاضلاب شده است. آلاينده‌هاي توليد شده در صنعت نساجي مي‌توانند براي جانداران و محيط زيست، تهديد بزرگي به دنبال داشته باشند. استفاده از تصفيه بيولوژيكي در صنعت نساجي، به دليل ساختار پايدار رنگ‌ها و ساير مواد شيميايي در مقايسه با روش‌هاي ديگر تصفيه، راندمان حذف مطلوبي به همراه ندارد. به همين دليل در سال‌هاي اخير فرآيند‌هاي اكسيداسيون پيشرفته به طور گسترده توجه زيادي را به خود جلب كرده است. هدف اصلي اين پژوهش سنتز كامپوزيت گرافن اكسيد-MIL-88(A) به منظور بهبود خواص MIL-88(A) جهت حذف مواد آلي موجود در ساختار رنگ ديسپرس، با استفاده فرآيند الكتروفنتون و در حضور اكسيد كننده سديم پرسولفات است. به همين منظور ابتدا نانو ميله‌هاي MIL-88(A) به روش هيدروترمال سنتز شده و بر روي بستر گرافن اكسيد نشانده شدند. سپس خصوصيات كامپوزيت سنتز شده با استفاده از آزمون طيف سنج فتوالكتريكي پرتو ايكس (XPS)، آزمون اندازه گيري سطح ويژه (BET)، آزمون طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR)، آزمون پراش سنج پرتو ايكس (XRD)، آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM)، الكتروني عبوري (TEM)، طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDX)، آزمون مغناطيس سنج نمونه ارتعاشي (VSM) بررسي گرديد كه تمام آزمون‌ها تشكيل صحيح ساختار كامپوزيت GO-MIL-88(A) را تاييد كردند. پس از اطمينان از ساختار صحيح كامپوزيت، آزمايش‌ها روي نمونه فاضلاب مركب كارخانه پتو گلبافت انجام شد. در ادامه آزمايش‌هاي اوليه به منظور تعيين دامنه متغير‌هاي pH، زمان، مقدار كامپوزيت GO-MIL-88(A) و اكسيد كننده سديم پرسولفات صورت گرفت. سپس به وسيله نرم افزار Design Expert و روش سطح پاسخ (RSM) متغير‌هاي موثر بهينه شدند. با توجه به روش مركب مركزي (CCD) ، مقدار‌هاي R2 اصلاح شده و پيش‌بيني شده به ترتيب برابر با 9970/0 و9892/0 مي‌باشد كه نشان دهنده مطابقت مدل درجه دو (Quadratic) بر داده‌ها است. نزديكي مقدار R2 اصلاح شده و پيش‌بيني شده، دلالت بر صحت مدل براي كاهش مقدار COD از فاصلاب صنعت نساجي در فرآيند الكتروفنتون دارد. در ادامه براي بررسي سينتيك در فرآيند الكتروفنتون، با توجه به ضريب رگرسيون مدل‌ها، مدل مرتبه دوم انتخاب شد. شرايط بهينه براي انجام آزمايش، 0/5 = pH، مدت زمان 60 دقيقه، غلظت كامپوزيت GO-MIL-88(A) برابربا (g/L) 61/0 و غلظت اكسيد كننده سديم پر سولفات برابر با 017/0 مولار مي‌باشد. مقدار راندمان حذف پيش‌بيني شده و تجربي مطابق با شرايط بهينه، به ترتيب برابر با 46/76 % و 78 % به دست آمد كه بيانگر عملكرد مطلوب كامپوزيت GO-MIL-88(A) و الكترودهاي تيتانيوم و گرافيت براي حذف مواد آلي در فرآيند الكتروفنتون است. مقدار چگالي جريان و فاصله الكترود‌ها در زمان انجام آزمايش‌ها ثابت و به ترتيب برابر با Am-2 9 وcm 1 در نظر گرفته شد.

226927

مهندسي محيط زيست

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان