فهرست.. 1
فصل اول. .5
مقدمه. 5
1-1-رنگ و پساب رنگي در صنايع: 6
1-2-رنگهاي مورد استفاده در صنايع نساجي: 9
1-2-1-رنگهاي مستقيم: 9
1-2-2-مواد رنگزاي راكتيو: 12
1-3-پساب توليدي صنايع نساجي: 13
1-4-پارامترهاي آلاينده صنايع نساجي: 13
1-5-روشهاي كلي حذف ناخالصي از پسابهاي نساجي: 14
1-6-روشهاي عمومي اجراي آمايش پساب نساجي: 14
فصل دوم. 16
تئوري.. 16
2-1-روشهاي بيولوژيكي: 17
2-2-روشهاي شيميايي: 18
2-2-1-روش اكسيد كننده شيميايي: 19
2-2-2-روش كاهنده شيميايي: 20
2-2-3-روش پرتوافكني: 20
2-2-4- روش رنگ بري الكتروشيميايي: 21
2-3- فيزيكي(فيزيكوشيميايي): 23
2-3-1- كوآگولاسيون/ فلوكولاسيون: 23
2-3-2- جدا سازي غشايي: 24
2-3-3-جذب سطحي: 24
2-4- مكانيسم نفوذ: 25
2-5-1-ايزوترم لانگموير: 25
2-5-2-ايزوترم فرويندليش: 26
2-5-3-ايزوترم تمكين: 27
2-5-4-ايزوترم بي اي تي: 27
2-6-روش شناسي پاسخ سطح: 28
فصل سوم. 30
پيشينه پژوهش... 30
فصل چهارم. 34
روش انجام آزمايش... 34
4-1- مواد. 35
4-2- روش تهيه محلول كاليبراسيون و رسم منحني كاليبراسيون: 36
4-3- روش انجام آزمايش... 39
4-4- بيو جاذب هاي پيروليز و اصلاح شده- انواع كربن فعال اصلاح شده: 42
4-4-1- بيوجاذب اصلاح شده در اين مطالعه. 43
4-5- روش انجام آزمايش جذب: 44
4-5-1- حذف رنگ توسط بيوجاذب پيروليز شده( كربونيزه شده) و اصلاح شده و بيوجاذب اصلاح شده: 44
4-5-2- روش انجام حذف رنگ توسط نانو ذرات سولفات سريم. 45
4-5-3- روش انجام حذف رنگ توسط اكسيداسيون نوين ( محلول سريم)سولفات سريم و آمونيوم سريم نيترات.. 46
4-5-4- حذف رنگ توسط روش الكتروكواگولاسيون: 47
4-5-5- وسايل مورد نياز: 48
4-6-آناليز. 53
4-6-1-نگرشي بر عمليات مهم درفرايند EC : 53
4-6-2-دستگاه اسپكتروفتومتر UV.. .54
4-6-3-دستگاه Particle Size Analyzer (PSA): 54.
4-6-4- ميكروسكوپ هاي الكتروني دستگاه پويشي SEM... 55.
فصل پنجم. 55
نتايج و بحث.. 55
5-1- بررسي نتايج استفاده از الكتروكواگولاسيون جهت حذف رنگزا: 55
5-1-1- بررسي نتايج استفاده از الكتروكواگولاسيون جهت حذف رنگ سياهANBN: 56
5-1-2- بررسي نتايج استفاده از الكتروكواگولاسيون جهت حذف رنگ سياهvsf : 57
5-1-3- بررسي نتايج استفاده ازالكتروكواگولاسيون جهت حذف رنگ زرد: 57
5-2- بررسي نتايج استفاده از جاذب حذف رنگزا: 58
5-2-1- رنگبري با استفاده از Rice husk جهت حذف رنگزا Black ANBN: 58
5-2-3- رنگبري با استفاده از Rice husk جهت حذف رنگزا سياه vsf: 59
5-3- بررسي نتايج استفاده از اكسيد كننده جهت حذف رنگزا: 60
5-3-1- اكسيد كننده: رنگبري با استفاده از سريم سولفات جهت حذف رنگزا: 60
5-3-2- اكسيد كننده: رنگبري با استفاده آمونيوم سريم نيترات به عنوان اكسيد كننده: 62
5-4- نتايج مربوط به دستگاه UV: 63
5-5- نتايج مربوط به بررسي اسيد هاي سولفوريك، اسيد استيك و اسيد سيتريك بر فرايند حذف رنگهاي سياه ANBN و سياه vsf 63
5-6- بررسي نتايج حاصل از PSA.. 64
5-6-1-بررسي توزيع تعداد ذره به اندازه ذره رنگ سياه vsf: 64
6-5-2- بررسي توزيع مقدار حجم ذره به اندازه ذره رنگ سياه vsf: 64
5-6-3- بررسي توزيع تعداد ذره به اندازه ذره رنگ سياه vsf در حضور سريم سولفات: 64
5-6-4- بررسي توزيع مقدار حجم ذره به اندازه ذره رنگ سياه vsf در حضور سريم سولفات: 65
5-6-5- بررسي توزيع تعداد ذره به اندازه ذره رنگ سياه vsf در حضور پوسته برنج: 65
5-6-6- بررسي توزيع مقدار حجم ذره به اندازه ذره رنگ سياه vsf در حضور پوسته برنج: 65
5-6-7- بررسي توزيع تعداد ذره به اندازه ذره رنگ سياه ANBN: 65
5-6-8- بررسي توزيع مقدار حجم ذره به اندازه ذره رنگ سياه ANBN: 65
5-6-9- بررسي توزيع تعداد ذره به اندازه ذره رنگ سياه ANBN در حضور سريم سولفات: 65
5-6-9- بررسي توزيع مقدار حجم ذره به اندازه ذره رنگ سياه ANBN در حضور سريم سولفات: 66
5-6-10- بررسي نمودار توزيع تعداد ذره به اندازه ذره رنگ سياه ANBN در حضور پوسته برنج: 66
5-6-11- بررسي توزيع مقدار حجم ذره به اندازه ذره رنگ سياه ANBN در حضور پوسته برنج: 66
5-7- بررسي هاي مربوط به ايزوترم هاي جذبي: 66
5-7-1- بررسي ايزوترم هاي جذبي براي رنگ سياه vsf در فرآيند جذب سطحي توسط پوسته برنج در pH ثابت: 66
5-7-2- بررسي ايزوترم هاي جذبي براي رنگ سياه vsf در فرآيند جذب سطحي توسط پوسته برنج در pH ثابت: 66
5-7-3- بررسي ايزوترم هاي جذبي براي رنگ سياه ANBN در فرآيند جذب سطحي توسط پوسته برنج در pH ثابت: 67
5-7-4- بررسي ايزوترم هاي جذبي براي رنگ سياه ANBN در فرآيند جذب سطحي توسط پوسته برنج در pH ثابت: 67
5-7-5- بررسي ايزوترم هاي جذبي حذف رنگ سياه vsf با آمونيوم سريم نيترات: 67
5-7-6- بررسي ايزوترم هاي جذبي حذف رنگ سياه ANBN با آمونيوم سريم نيترات: 67
5-7-7- بررسي ايزوترم هاي جذبي حذف رنگ سياه ANBN با سريم سولفات: 67
5-7-8- بررسي ايزوترم هاي جذبي حذف رنگ سياه vsf با سريم سولفات: 67
5-7-9- بررسي ايزوترم هاي جذبي حذف رنگ سياه vsf با سريم سولفات: 68
5-8- بررسي آناليز SEM: 68
5-8- اشكال و جداول مربوط به فصل پنجم. 69
فصل ششم. 128
مراجع. 132
ضمائم
علائم و نشانه ها:
Biochemical Oxygen Demand
|
BOD
|
Chemical Oxygen Demand
|
COD
|
Current Density (A/m2)
|
CD
|
Direct Current
|
DC
|
Electro Coagulation
|
EC
|
Operating amperage (ampere), Ã
|
I
|
Part Per Millions (1ppm=1 mg/L)
|
ppm
|
Round Per Minute
|
rpm
|
Surface area of electrode (m2), (based on one side)
|
S
|
Operating Voltage (Volt), V
|
V
|
Volume of wastewater (m3)
|
V
|
مقدمه
ازجمله مشكلات عمده زيست محيطي در عصر حاضر استفاده هاي نادرست از منابع، آلودگي و تخريب آنها مي باشد. يكي از اين منابع كه در رشد و توسعه صنعت حائز اهميت ويژهاي است، منبع آب است. صنايع را بايد يكي از مصرف كنندگان عمده آب دانست كه با توسعه روزافزون آنها مصرف آب و بالطبع پساب نيز افزايش مييابد و تنها حدود 30 درصد از پسابهاي صنعتي آمايش ميشوند.
Hasani, 1998] [
پساب حاصل از صنايع مختلف حاوي مقادير عمدهاي از آلايندههاست. آلاينده ها از جمله عوامل مختل كننده محيط زيست به شمار ميروند. از ميان اين آلايندهها، رنگها به دليل اثر جهش زايي و سرطان زايي بسيار حائز اهميت هستند. [Matheswaran et al., 2012 ]
1-1-رنگ و پساب رنگي در صنايع:
رنگ در دنياي امروز نقش بسيار مهمي را در پرورش ذوق و قرايح بشري و ارضاي نيازهاي زيبا شناسي، ايفا ميكند. از سوي ديگر از رنگ ميتوان براي حفاظت از اشيا در مقابل ضربه، خراش، مواد شيميايي و غيره بهره برد. عموما يك رنگ از اجزا زير تشكيل شده است:
1- رزين
2- رنگدانه
3- حلال
4- مواد كمكي
رزينها كه به صورت پليمر ميباشند پايه اصلي رنگ محسوب ميشوند. ايجاد فيلم روي سطح مورد نظر از وظايف اصلي رزين است. رزين با چسبندگي خوب به سطح ميتواند بسياري از خواص سطح را حفظ كرده و به صورت يك محافظ دائمي عمل كند. اصولا سه نوع پيوند در چسبندگي دخالت دارد:
- پيوند شيميايي
- پيوند قطبي
- پيوند مكانيكي
بديهي است كه قدرت پيوند به خصوصيات سطح و رنگ بستگي دارد. رنگدانهها ذرات جامدي هستند كه براي بوجود آوردن خصوصيات معيني در رنگ پراكنده ميشوند. اين خصوصيات عبارتند از:
- رنگ ظاهري
- پوشانندگي[1]
- استحكام مكانيكي
- مقاومت در برابر خوردگي(در فلزات)
رنگدانهها به دو گروه اصلي تقسيم ميشوند:
- رنگدانهها
- رنگدانه يارها[2]
[Heravi,1368]
حلالها مايعات فراري هستند كه براي حل كردن رنگپايه يا رزين مربوطه به رنگ اضافه ميشوند. اين مايعات ميتوانند نقش اصلاح و تعديل كننده رنگ را نيز داشته باشند. علاوه بر مواردي كه ذكر شد مقادير اندكي از تركيباتي به غير از تركيبات معمول براي دستيابي به خواص مطلوب در رنگ مورد استفاده قرار ميگيرد. برخي از اين تركيبات عبارتند از:
- مواد ضد پوسته[3]
- مواد تعديل كننده گرانروي[4]
- مواد ضد رسوب [5]
- مواد پخش كننده[6]
- مواد ضد باكتري، خزه و جلبك
- مواد ضد يخ [7]و ...
[Heravi, 1368]
بررسيهاي كارشناسان نشان ميدهد حدود 10 هزار نوع ماده رنگزاي تجاري گوناگون موجود است كه ميزان توليد آنها در سراسر جهان به بيش از صدهزار تن در سال ميرسد. همچنين از آنجا كه حدود 10 درصد از اين مواد رنگي كه اغلب مصنوعي هستند، طي مراحل مختلف توليد و مصرف، به صورت آمايش شده يا نشده وارد پساب ميشوند، در صورت عدم توجه به اجراي مراحل صحيح تصفيه، اين مواد همراه با پساب وارد محيط زيست ميشود. [Sakalis et al., 2005]
فاضلابهاي رنگي در صنايع مختلفي از جمله صنايع نساجي و رنگرزي، صنايع داروسازي، صنايع غذايي، توليد مواد آرايشي و بهداشتي، كاغذ سازي و صنايعي از اين قبيل استفاده ميشوند. صنايع نساجي يكي از عمده ترين صنايع پايه هر كشور محسوب ميشود. بررسي ها نشان مي دهد كه سالانه حدود 40 ميليون تن منسوجات در جهان توليد مي شود كه فاضلاب توليدي اين صنايع حدود 4 تا 8 ميليون مترمكعب در سال مي باشد. [Garg et al., 2003]
1 Opacity
2 Extenders
1 Anti-Skinning Agents
2 Viscosity Modifiers
3 Anti-Settling Agents
4 Dispersing Agents
5 Anti-Freezing Agents