بخشی از مقاله
چکیده
گسترش صنایع تولید کننده و مصرف کننده رنگ از جمله صنعت نساجی سبب شده است که پساب های حاوی رنگ درصد مهمی از پساب های صنعتی را شامل شوند. استفاده از ترکیبات منعقد کننده -لخته ساز برای حذف رنگ از پساب یکی از روش های کارآمد برای تصفیه پساب های صنعتی است. این روش نسبت به سایر فناوری های تصفیه پساب به دلیل قیمت پایین تر، طراحی راحتتر و دسترسی بیشتر دارای مزایای عمده می باشد.
در این پژوهش از موسیلاژ حاصل از گیاه بارهنگ به عنوان منعقد کننده طبیعی برای حذف رنگهای قرمز خنثی، متیلن بلو، پارارزانیلین، سبز مالاشیت و قرمز کنگو استفاده شد. آزمایشات بهینه سازی روی رنگ قرمز خنثی انجام گرفت. متغیر های مورد مطالعه جهت بهینه سازی راندمان حذف رنگ عبارت از pH، زمان اختلاط آرام و میزان منعقد کننده می باشند. در شرایط 6.5 pH، 50 دقیقه زمان اختلاط آرام و 300 mg/L موسیلاژ گیاه بارهنگ بالاترین راندمان حذف رنگ و COD بدست آمد. نتایج آزمایشات برای غلظت 25 mg/L قرمز خنثی بیانگر این است که بیش از %90 حذف رنگ و %80 حذف COD با استفاده از گیاه بارهنگ می تواند حاصل شود.
-1 مقدمه:
صنایع نساجی از صنایع متداول و ضروری در سطح جهان می باشند. پساب های نساجی به عنوان یکی از بزرگترین منابع آلاینده شناخته شده اند. مواد رنگی موجود در این پساب ها بر آب های سطحی و زیرزمینی و موجودات زنده اثر گذار هستند
بنابراین تصفیه این پساب ها قبل از تخلیه به محیط امری ضروری است. امروزه تصفیه پساب و ایجاد سیستم تصفیه در صنایع یکی از محورهای انتخاب صنایع سبز است که باید توجه به آن صورت گیرد. نخستین هدفی که معمولا در تصفیه پساب های نساجی دنبال می شود انجام عملیاتی است که پساب های رنگی این صنعت بدون رنگ از کارخانه خارج شود. با توجه به اهمیت این موضوع، لازم است از فرآیندهایی استفاده شود تا مواد رنگزا از خروجی این پساب ها حذف شده و در نهایت خروجی بدون مواد رنگی باشد.
به دلیل ساختار پیچیده مولکولهای رنگ ، این مواد در برابر تصفیه بیولوژیکی، حرارت، اکسید کننده ها و نور مقاومت بالایی دارند. در سال های اخیر، فرآیندهای رنگبری مختلف نظیر جداسازی غشایی، تکنیک های الکتروشیمیایی، انعقاد-لخته سازی، اکسیداسیون بوسیله ازون و تصفیه بیولوژیکی شناخته شده است
از بین این فرایندها، روش انعقاد-لخته سازی متداولترین روش تصفیه فیزیکی-شیمیایی درتصفیه پسابهای رنگی است. از مزایای این روش آن است که حذف مولکولهای رنگ بطور کامل صورت می گیرد و از شکسته شدن مولکول و ایجاد ترکیبات سمی جلوگیری می شود. انعقاد فرآیندی است که طی آن بار منفی آلودگی های موجود در آب خنثی شده، باعث می شود که آلودگی ها یکدیگر را جذب کرده، منعقد شوند. بطور کلی منعقد کننده های معدنی، الکترولیت اسیدهای با وزن مولکولی کم، بازها و برخی نمک ها هستند که بطورکامل در آب انحلال پذیر هستند. از منعقد کننده های معدنی متداول می توان نمک های آلومینیوم و سولفات آهن III را نام برد
لخته سازها ترکیباتی هستند که سبب جمع آوری و بزرگ شدن ذراتی می شوند که با فرآیند انعقاد خنثی شده اند. لخته ساز ها به دو گروه آنیونی با بار منفی و کاتیونی با بار مثبت دسته بندی می شوند. از ویژگی بسیار مهم این مواد داشتن زنجیرهای بسیار بلند است که بواسطه این زنجیرهای بلند، اطراف رنگ های احاطه شده با منعقد کننده را گرفته، باعث ته نشینی آنها می شوند
استفاده از روش های فیزیکی-شیمیایی در بخش صنعت بسیارگران بوده و در پاره ای از موارد نیاز به زیر بنای اقتصادی خاص و تخصص بالای علمی دارند. همچنین استفاده از منعقد کننده های معدنی و سنتزی چون نمک های آلومینیوم بدلیل بهای بالای آنها، حجم لجن تولیدی بالا و وجود یون های آلومینیوم که باعث امراضی چون آلزایمر در انسان می شود، محدود شده است
یک راه حل برای این مشکل، استفاده از منعقد کننده های جدیدی است که از منابع طبیعی و تجدیدپذیر استخراج می شوند. از مهم ترین ویژگی های آنها می توان قدرت جذب بالا، سازگاری با محیط زیست و غیر سمی بودن آنها را نام برد. استفاده از این نوع منعقدکننده ها بدلیل هزینه کم و کاربرد در دراز مدت می تواند در حذف سریع آلاینده ها موثر باشد
در سالهای اخیر منعقدکننده های پلیمری زیست تجزیه پذیر با پایه گیاهی از توجه زیادی برخوردار بوده اند. گیاهان مختلفی برای این منظور مورد مطالعه قرار گرفته اند. در تحقیق حاضر برای اولین بار از موسیلاژ گیاه بارهنگ برای حذف رنگ استفاده شده است. بارهنگ گیاهی است پایا، با بن و ریشه ای کوتاه . دانه بارهنگ دارای چربی، صمغ، موسیلاژ و ترکیبات گلوکوزیدی است.
بارهنگ دارای خواص دارویی فراوانی نظیر ضد آلزایمر، ضد تصلب شرائین ، ضد باکتری ، ضد سرطان ، ضد التهاب ، ضد اکسیدان ، ضد تب ، ضد رماتیسم، ضد عفونی کننده ، ضد تومور ، ضد سرفه، ضد زخم های داخلی، محرک ایمنی بدن و درمان کننده زخم است. برخی گونه های تیره بارهنگ که در فلات ایران بهتر از بقیه نقاط زمین می رویند از منابع مهم تولید موسیلاژ در جهان شناخته شده اند. موسیلاژ یا لعاب مخلوط آمورف پلی ساکارید است که همراه آب ماده چسبناک و لزجی را به وجود می آورد. این مواد لزج در آب ماده ژله ای تشکیل می دهند و در آب گرم حل شده محلول های کلوئیدی می سازند. هدف از این مطالعه ارزیابی اثر موسیلاژ بارهنگ در حذف رنگ و COD می باشد.
-2 مواد و روش ها
-1.2 آماده سازی نمونه
گیاه بارهنگ مورد استفاده در این مطالعه، بارهنگ معمولی - بارهنگ بزرگ یا - P.major است که در اغلب نواحی کشور می روید و از تولید کننده محلی خریداری شد. برای اطمینان از خشک بودن دانه ها، ابتدا دانه های تهیه شده به مدت 2 ساعت در دمای oCج 100 در آون قرار داده شد. دانه ها با آسیاب برقی خرد شده و سپس با استفاده از الک به اندازه تقریبی 500 m در آورده شد
-2.2 تهیه موسیلاژ بارهنگ
به منظور گرفتن موسیلاژ گیاه، ابتدا محلول 0.9 درصد NaCl تهیه شد. 2 گرم از دانه گیاه مورد نظر در 100 ml آب نمک 0.9 درصد ریخته شد و به مدت 2 ساعت توسط همزن مغناطیسی همزده شد. سپس محلول حاصل توسط سانتریفوژ صاف شده و لعاب حاصل جهت انجام آزمایشات مورد استفاده قرار گرفت
