IR
۱۲۳۲ پ
فارسی
IR
بررسی کارایی پیلهای سوختی میکروبی و الکترولیز شیمیایی در حذف ترکیبات آلی و معدنی
[پایان‌نامه]
/ندا فراقی
دانشگاه صنعتی سهند
، ۱۳۹۱
۱۳۳ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
دکتری
مهندسی شیمی
دانشگاه صنعتی سهند
ا صنعتی شدن جوامع، مشکلات مربوط به کاهش منابع آبی، افزایش هزینه دفع فاضلاب و قوانین سخت زیست محیطی مربوط به دفع فاضلاب باعث گردید تا تمرکز روی روشهای نوین تصفیه فاضلاب افزایش یابد .لذا، در این پایان نامه، کارایی پیلهای سوختی مکروبی و اکسیداسیون الکتروشیمیایی به عنوان دو روش نوین در تصفیه آلاینده های آلی و معدنی مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا کارایی پیلهای سوختی میکروبی غنی شده با سوبستراهای آلی( استات و گلوکز) و معدنی( آمونیوم و نیتریت) در تولید توان و همچنین، توانایی روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی در حذف نیتریت روی الکترود گرافیت مورد مطالعه قرار گرفت .راندمان کولنی در پیلهای سوختی غنی شده با استات و گلوکز به ترتیب ۴۰ و ۳۰ بدست آمد .سرعت حذف اولیه استات و گلوکز در پیلهای سوختی میکروبی غنی شده به ترتیب ۳/۱۰=racetate ۱ ۴/۱ -۱h- mgCODL و۵/۵۸=rglucose ۱ ۸/۳ -۱d- mgCODL بدست آمد .در پیل سوختی میکروبی با سوبسترای استات، تعویض سوبسترا از استات به گلوکز و سپس دوباره به استات، راندمان کولنی و تولید توان را بهبود داد pH .محلول آندی تأثیر چشمگیری روی عملکرد کلی پیلهای سوختی میکروبی داشت .دانسیته توان بالا در محدوده pH ۷ تا ۸ مشاهده گردید.جریان متوسط سل در پیل سوختی میکروبی با سوبسترای آمونیوم، در روزهای اولیه حدودا۶/۱ ۲ ۶/۰ - mAm بدست آمد و به تدریج بعد از ۲۰ و ۳۰ روز به۸/۲ - mAm ۲و۱/۵ - mAm ۲افزایش یافت .راندمان کولنی در حداکثر جریان سل ۳/۰ ۰/۰ بدست آمد و برای اولین بار نشان داده شدکه در پیل سوختی میکروبی که آمونیوم به عنوان تنها الکترون دهنده باشد، الکتریسیته به عنوان محصول جانبی اکسیداسیون آمونیوم تولید می شود، هرچند مقدار آن بسیار پایین بوده و برای افزایش راندمان آن مطالعات بیشتری لازم می باشد.در پیل سوختی میکروبی غنی شده با نیتریت، آزمایشات تحت شرایط آندبی هوازی و هوازی انجام گرفت .تولید جریان به میزان mA ۰۴/۰ تحت شرایط بی هوازی مشاهده گردید در حالیکه، حذف کامل نیتریت ( بدون تولید جریان) تحت شرایط هوازی بدست آمد .تولید توان و راندمان کولنی ۳/۱۹ ۲ ۳/۳ - Wm و ۳۰ ۲ در شرایط بی هوازی قبل از تعویض به شرایط هوازی بدست آمد و تعویض دوباره به شرایط بی هوازی ۰/۲۹ ۲ ۳/۴ - Wm و ۳۹ ۱ راندمان کولنی و تولید توان را بهبود داد .منحنی پلاریزاسیون نیز تولید توان در پیل سوختی میکروبی غنی شده با نیتریت را تأیید می کند .این مطالعه اولین گزارشی است که نشان می دهد نیتریت می تواند به نیترات در عدم حضور اکسیژن، اکسید شده و جریان الکتریسیته تولید کند . مکانیسم و سینتیک حذف نیتریت با محلول سنتزی نیتریت ( مقدار pH برابر با ۹/۶ و غلظت نیتریت (۱ ۴۱ - mgNL مورد مطالعه قرار گرفت .بیشتر آزمایشات در پتانسیل ثابت آند mV vs. Ag/AgCl ۱۰۰۰ انجام گرفت تا از واکنش تولید کلر جلوگیری شود .این واکنش در پتانسیلهای بیشتر از mV vs. Ag/AgCl ۱۴۰۰ واکنش عمده ای می باشد .جهت بررسی صحت نتایج این قسمت، این فرآیند بر روی محصول خروجی راکتور( Anammox مقدار pH برابر با ۱/۷ و غلظت نیتریت(۱ ۶۶ - mgNL اعمال گردید .نیتریت یا با استفاده از اکسیداسیون مستقیم به نیترات در آند یا توسط احیا به آمونیوم در کاتد، حذف گردید .هر دو فرآیند سینتیک درجه اول را نسبت به نیتریت ۸/۹=kNO۳ ۱ ۷/۰ - d) و(۱/۱=kNH۴ ۱ ۱/۰ -d داشتند .الکترولیز با گرافیت یک فرآیند ویژه برای اکسیداسیون نیتریت بود و با محلولهای سنتزی مقدار راندمان جریان بین ۵/۹۲ ۱/۲ و ۹/۹۹ ۰/۳ و با محلول خروجی ۱۰۰ Anammox ۱۵ محاسبه گردید .با اینکه راکتور برای مصرف کم انرژی بهینه نشده بود، ولی تنها۹/۷ - WhgN ۱انرژی برای حذف نیتریت از خروجی Anammox نیاز می باشد .مطابق نتایج بدست آمده، اکسیداسیون نیتریت روی الکترود ارزان قیمت گرافیت می تواند یک جایگزین جالب برای نیتراسیون بیولوژیکی باشد، چون فرآیند برای نیتریت خیلی ویژه می باشد .
پیل سوختی میکروبی
اکسیداسیون الکتروشیمیایی
سوبستراهای آلی
نیتریت
نیتریفیکاسیون
راندمان کولنی
الکترود گرافیت
فراقی، ندا
ابراهیمی، سیروس، استاد راهنما
حسینی، میرقاسم، استاد مشاور
ایران
20230909
شیمی،۲۰۳۱۲،۱۳۹۱
ی‌ندعم و ی‌لآ ت‌ابیکرت ف‌ذح رد ی‌یایمیش زیلورتکلا و ی‌بورکیم ی‌تخوس ی‌اهلیپ ی‌یاراک ی‌سررب.pdf
عادی
عادی
1232.pdf
pch20312.pdf
0
ایمانی
متن
0
پ ۱۲۳۲
فارسی
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی سهند
نمایه‌سازی قبلی
pe
TF
92029
1
a
Y
