بخشی از مقاله
چکیده :
تصفیه فاضلاب های رنگی صنعتی به دلیل مخاطرات عدیده بهداشتی و محیط زیستی یکی از مهم ترین چالش های پیش روی مهندسان محیط زیست است . از میان روش های متداول تصفیه فاضلاب های حاوی مواد رنگزا، روش جذب سطحی کارایی بالایی را در حذف این ترکیبات داراست . در این پژوهش که یه صورت تجربی و در مقیاس آزمایشگاهی انجام گرفت به بررسی حذف رنگ مالاچیت گرین توسط جاذب پودر لاستیک پرداخته شد.
انتخاب پودر لاستیک به عنوان جاذب گزینه بسیار مناسبی بود ، چرا که نتایج حاصله هم درصد میزان حذف بسیار بالایی را نشان داد و هم اینکه از پودر لاستیک در اندازه های مختلف می توان به عنوان قسمتی از سنگدانه مصرفی در بتن استفاده کرد . نمونه های بتنی مورد آزمایش در تماس با 250 ml محلول حاوی رنگ مالاچیت گرین قرار گرفتند . نتایج آزمایش در شرایط : pH برابر 9 ، غلظت مالاچیت گرین 30 mg/lit در محلول و زمان تماس 90 دقیقه بیشترین کارایی در حذف رنگ به میزان % 99.42 را نشان داد .
.1 مقدمه
واضح است که آلودگی آب میبایست یکی از مهمترین چالش های هر جامعه بشری باشد. شناخت منابع،برهم کنش و اثر آلودگی آب به منظور کنترل آلودگیهای موجود به خصوص در بخش های صنعتی ، کشاورزی و شرب یک چالش بزرگ برای بشریت میباشد و نیاز به تصفیه آب و استفاده از منابع آبی را اجتناب ناپذیر کرده است.[1] امروزه بسیاری از اکوسیستم ها به وسیله فعالیت های انسانی دچار آسیب و تخریب شده اند و این موضوع همواره مورد توجه متخصصان محیط زیست در دنیا بوده است. آلودگی اکوسیستم های آبی به رنگ ها ، یکی از اصلی ترین معضلات محیط زیستی قرن حاضر است که نیازمند ارایه راه حل های فوری و موثر در جهت حذف این آلاینده است . [2]
پساب های حاوی مواد رنگی به علت حجم زیاد ، کیفیت بسیار آلوده و متفاوت ، تنوع در نوع و ساختار ، برای تصفیه شرایط پیچیده ای دارند . [3] معمولا رنگها یک منشاء سنتزی و ساختارهای مولکولی پیچیده و اروماتیک دارند که این خصوصیت باعث استحکام آنها میگردد و این بازیافت و تجزیه آنها را مشکل میسازد.آزاد شدن فاضلابهای رنگی از صنایع مختلف به جویبارهای طبیعی مشکلات جدی را رقم میزند.[4]
تا کنون رنگ مالاچیت گرین2 توسط چندین روش مختلف از آب حذف شده است که شامل انعقاد،لخته سازی، رنگ زدایی بیولوژیکی و جذب میباشد. با این وجود انعقاد و لخته سازی به دلیل انحلال پذیری بالای مالاچیت گرین در آب برای تصفیه فاضلاب حاویاین ماده ناکارآمد است. از طرف دیگر رنگ زدایی بیولوژیکی مستلزم زمان زیادی است. چراکه رنگ ها میتوانند در برابر تجزیه بیولوژیکی مقاومت کنند. با توجه به این موارد جذب سطحی بعنوان یک روش امکان پذیر برای حذف مالاچیت گرین ظاهر میگردد.
بخاطر اینکه پیاده سازی و در مقیاس بردن فرآیند و سیستم های جذب سطحی آسان و با هزینه اولیه کم امکان پذیر است و همچنین تا کنون جاذبهای زیادی برای حذف این رنگ از فاضلاب گزارش شده است مانند کربن فعال، میکروارگانیسم های اصلاح شده ،گرافن اکسید و [5]... در این تحقیق پودر لاستیک بعنوان یک جاذب در دسترس و ارزان قیمت انتخاب شد. چرا که پودر لاستیک بخاطر داشتن الاسیسیته بالا ، قابلیت استفاده مکرر و طولانی مدت بعنوان یک جاذب مناسب را داراست.
از طرفی تولید انبوه اتومبیل در جهان سالانه باعث ایجاد میلیون ها عدد لاستیک مستعمل و ضایعاتی در سراسر دنیا میگردد که باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی فراوانی میشود . از همین رو روش هایی برای حل مشکل لاستیک های مستعمل در نظر گرفته شده است که شامل بازگشت به سیکل تولید و استفاده از آنها بعنوان سنگدانه و استفاده از پودر لاستیک بعنوان یک جاذب مناسب در تصفیه فاضلاب میتواند در مقیاس بزرگ دارای منافع همه جانبه باشد و به رفع این مشکل کمک نماید.[6]
علی اصغر خلیلی و احمد نعلبندی در سال 1391 از پودر لاستیک مستعمل برای حذف آلودگی های نفتی استفاده کردند .که با ترکیب پودر لاستیک و الیاف پروپیلن توانستند به یک ترکیب کامپوزیت دست پیدا کنند که جذب بیشتری نسبت به مواد اولیه سازنده خواهد داشت و از لحظ اقتصادی نسبت به سایر جاذبهای تجاری موجود در بازار کاملا مقرون به صرفه بود..[7] عادل آل زهار و ناصر آواد در سال 2015 با جاذب هیدروکسی پاتیت اصلاح شده نسبت به جذب رنگ مالاچیت گرین از محلول های آبی تلاش کردند که اطلاعات آنها بر اساس مدل ایزوترم لانگمویر بررسی شد.
مقدار مالاچیت گرین جذب شده به هیدروکسی پاتیت اصلاح شده با افزایش غلظت جاذب سطحی، افزایش پیدا کرد و بیشترین ظرفیت جذب 188,18 میلی گرم بر گرم در دمای 30 درجه سانتی گراد بدست آمد..[8] در پژوهشی که آقایان بقاپور و همکاران انجام دادند ،به سنجش میزان بنزین از آب توسط کربن فعال تولید شده از لاستیک های مستعمل اتومبیل پرداخته شد . نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که جاذب تولید شده با استفاده از لاستیک قابلیت چشمگیری در جذب و حذف بنزین از محیط آبی دارد و به نظر میرسد تولید جاذب از لاستیک مستعمل ارزان ،موثر و دوستدار محیط زیست باشد.[9]
-2 مواد و روش ها
-1-2 رنگ کاتیونی مالاچیت گرین
مالاچیت گرین با فرمول شیمیایی - - C23h25ClN2.colorideیک ترکیب شیمیایی است که جرم مولی آن 364,911 گرم بر مول میباشد و بعنوان یک رنگ پر کاربرد در صنایع نساجی مورد استفاده قرار میگیرد. مالاچیت گرین به عنوان ضد عفونی کننده و یک عامل ضد قارچ ، در آبزی پروری نیز استفاده می شود. [10] در معرض قرارگیری مالاچیت گرین میتواند باعث سرطان3 ، جهش ژنتیکی4 ،نقایص مادرزادی5 و بیماری تنفسی6 شود. [5] انواع مختلف رنگ را میتوان در 3 دسته کلی طبقه بندی نمود ، که شامل رنگ های کاتیونی ، آنیونی و خنثی است . مالاچیت گرین از جمله رنگ های کاتیونی سمی است . سرطان زا بودن این رنگ سبب ممنوعیت استفاده از آن در بسیاری از کشورهای توسعه یافته شده است . [11]
