بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش به منظور دستیابی به بهترین میزان کاهش COD و حذف رنگ در فاضلاب نساجی کارخانه بافت آزادی، از تلفیق روش های شیمیایی - بیولوژیکی استفاده شده است. روش تلفیقی پیشنهادی شامل روش انعقاد - لخته سازی با استفاده ار منعقدکننده ی پلی آلومینیوم کلراید و کمک منعقدکننده ی پلی الکترولیت، روش بیولوژیکی لجن فعال همراه با کربن فعال - کربن زیستی - و استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیم به عنوان فتوکاتالیزور در فرآیند فتوکاتالیست در مجاورت نور خورشید و آب اکسیژنه بوده است.
عملیات تثبیت نانوذرات دی اکسیدتیتانیم بر روی شیشه ی سندپلاست با استفاده از رزین سلیکونی صورت گرفته است. با ورود فاضلاب با میزان COD، 800 میلی گرم بر لیتر به هر یک از مراحل تلفیقی انعقاد - لخته سازی، بیولوژیکی کربن زیستی و فتوکاتالیست، میزان کاهش COD به ترتیب برابر ، 41 درصد - 478 میلی گرم بر لیتر - ، 72 درصد - 132 میلی گرم بر لیتر - و 30 درصد - 92 میلی گرم بر لیتر - حاصل گردید . نتایج حاصل از تأثیر نور خورشید در فرآیند فتوکاتالیست بسیار قابل ملاحظه بوده است که این خود کمک شایانی به تبدیل شدن فرآیند های اکسایش فتوکاتالیزی به یک روش تصفیه سودمند و موفق تجاری و عملی خواهد شد . نتایج کلی نشان دهنده ی آن است که سیستم تلفیقی شامل - انعقاد - لخته سازی، لجن فعال همراه با کربن فعال، فتوکاتالیست - دارای میزان حذف COD حدود 88 درصد می باشد .
- 1 مقدمه
صنایع نساجی با میزان آب مصرفی مابین 25 تا 250 متر مکعب در هر تن محصول - بسته به نوع تولید - ، به عنوان یکی از بزرگترین مصرف کننده گان آب و مواد شیمیایی شناخته شده است Chaco ]و همکاران، 2006، . [ 144-150 با ورود مواد غیرقابل مصرف این فرآیند ها به درون فاضلاب، میزان COD، BOD، pH، رنگ، دما، کدورت و مواد شیمیایی سمی افزایش می یابد . همچنین بدلیل وجود انواع مختلف از رنگها با وزن مولکولی بالا و ساختار پیچیده، این نوع از فاضلاب دارای سرعت تجزیه پذیری پایینی بوده که با تخلیه ی مستقیم آن به شبکه های پساب منجر به اخلال در فرآیند تصفیه بیولوژیکی می گردد Akshaya ] و همکاران ، 2012 ، 154-168 و Senan وAbraham ، 2004 ، . [ 275-280 روشهای معمول تصفیه نیز در عمل دارای محدودیت هایی هستند و هیچ یک به تنهایی قادر به حذف کامل انواع آلاینده ها از آب نمی باشند ] دانشور ، [ 1383 بعنوان مثال ، جهت حذف رنگدانه ها از فاضلاب نساجی معمولاً از فرآیندهای تصفیه شیمیایی- فیزیکی مانند جذب، رسوب، انعقاد و اکسیداسیون شیمیایی استفاده می شود.
Selcuk]، 2004 ، . [ 217-222 اگرچه ممکن است ماده شیمیایی مورد استفاده در فرآیندهای تصفیه برای حذف رنگ مؤثر واقع شوند اما منجر به مصرف بالایی از انرژی و عوامل شیمیایی و تولید پسماندهای شیمیایی می گردند Sirianuntapiboon] و همکاران، 2008، .[ 404- 411 برخی دیگر از این روش ها حساسیت زیادی نسبت به شرایط فیزیکی و شیمیایی آب از خود نشان می دهند . بدین معنی که با تغییراتpH ، قلیاییت، دما و مقدار ناخالصی های مختلف در آب، بازدهی فرآیندها تغییر می کند .
همچنین بسیاری از محققان از تصفیه ی بیولوژیک با لجن فعال به جهت معدنی نمودن کامل مواد آلی و تبدیل آنها به محصولات غیرسمی، هزینه ی مناسب، راندمان بالا و سازگاری با محیط زیست به عنوان یک روش مناسب و امیدبخش در مقایسه با روش های تصفیه ی شیمیایی - فیزیکی نام برده اند Parin] و همکاران، 2012، . [41-50 با این حال بسیاری از آلاینده های آلی نظیر علف کشها، رنگهای نساجی و شوینده ها توسط این روش قابل حذف نیستند . در سالهای اخیر روشهای جایگزین دیگری مورد توجه قرار گرفته است که از جمله آنها فرآیند های اکسایش پیشرفته - 1AOPs - می باشد .
در این فرآیند آلاینده های آلی براثر تشکیل رادیکالهای فعال که با ترکیبات آلی واکنش می دهند تخریب می شوند Herera ] و همکاران ، . [2009 یکی از فرآیندهای اکسایش پیشرفته که در سالهای اخیر به منظور حذف انواع آلاینده ها از آب های آلوده مطالعه و پیشنهاد شده، روشهای اکسایش فتوکاتالیزی هستند . به کارگیری نور و کاتالیزور جهت تسریع تبدیلات شیمیایی در فرآیندهای فتوکاتالیزی ضروری می باشد Stasinakis ] ، 2008 ، 376-385 و Munter ، 2001 ،. [ 59-80 در این کار پژوهشی بنا به دلایل ذکر شده جهت تصفیه ی فاضلاب حاصل از کارخانه نساجی بافت آزادی از روش تلفیقی انعقاد - لخته سازی ، بیولوژیکی همراه با کربن فعال - کربن زیستی - و فتوکاتالیست استفاده شده است . میزان COD نیز در هر مرحله با استفاده از روش استاندارد متد - مطابق با دستورالعمل کتاب استاندارد متد - چاپ بیست و یکم - و به روش اکسیداسیون در حضور بی کرومات STANDARD] METHODS، - [ 2005 اندازه گیری شد .
- 2 مواد و روشها
برای این پژوهش مواد لازم جهت اندازه گیری COD عبارتند از : محلول استاندارد سولفات مضاعف آمونیوم و آهن، هیدروکسیدسدیم یک نرمال، بی کرومات پتاسیم، اسید سولفوریک %98، سولفات نقره، سولفات جیوه، معرف فروئین : 1 و 10 فنانترولین مونو هیدرات و سولفات آهن - کلیه مواد ذکر شده از شرکت Merck آلمان خریداری شده است - و همچنین سایر موادی که مورد استفاده قرار گرفتند عبارتند از : منعقد کننده پلی آلومینیوم کلراید با درجه خلوص صنعتی %30، کمک منعقدکننده پلی الکترولیت آنیونی و اوره تجاری 50 درصد، خریداری شده از شرکت کیان شیمی، فسفات آمونیوم 98 درصد و آب اکسیژنه 30 درصد خریداری شده از شرکت Merck آلمان ، نانو ذرات - Tio2 پودر سفیدSSP - 25، ساختارکریستالی%100 آناتاز، درجه خلوص بالای%93، سطح مخصوص 270m2/g، اندازه ذره 9 نانو متر - خریداری شده از شرکت SakaiChemica ژاپن، رزین سلیکونی خریداری شده از شرکت رنگین بلاش 81100 -G00 -01 - - ، 2 عدد سنگ آکواریوم، راکتور بیولوژیکی - از جنس پلگسی گلاس با حجم تقریبی 50 لیتر - ، پمپ هوا - Atinan AT-702 - ، همزن - IKA-WERKE RW16B - ، شیشه ی سندپلاست - - 10 cm 10 cm، دستگاه مجهز به لامپ راکتور شیشه ای - پلیت - ، 2 عدد لامپ Philips - - 15 W - UV - ، دستگاه جارتست AQUA LYTIC مدل . ET720 ابتدا جهت تعیین میزان pH بهینه در آزمون انعقاد - لخته سازی، 6 بشر حاوی 1 لیتر از نمونه ی فاضلاب اولیه را در زیر هر یک از همزن های دستگاه جارتست قرار داده،
