عنوان

بررسی فرآیندهای ازوناسیون و ازوناسیون کاتالیستی ناهمگن در حضور نانوکاتالیست آهن‌صدار طبیعی جهت حذف جنس‌صهای مختلف جلبکی از آب‌صهای آلوده

‭۱۶۱۸۴پ‬

per

بررسی فرآیندهای ازوناسیون و ازوناسیون کاتالیستی ناهمگن در حضور نانوکاتالیست آهن‌صدار طبیعی جهت حذف جنس‌صهای مختلف جلبکی از آب‌صهای آلوده

/آرزو فضلی

: شیمی

، ‮‭۱۳۹۴‬

چاپی

کارشناسی ارشد

شیمی کاربردی

‮‭۱۳۹۵/۱۱/۱۷‬

تبریز

در منابع آبی و فاضلاب‌صها، وجود مقدار زیادی از مواد غذایی نظیر ازت، فسفر، منجر به ایجاد شکوفایی جلبکی می‌صگردد .اخیرا وجود شکوفایی جلبکی در منابع آبی تبدیل به یک نگرانی زیست محیطی بزرگ شده است .فرآیندهای اکسایش پیشرفته، به عنوان روشی مفید و امیدبخش جهت حذف موثر جلبک‌صها، بو و طعم حاصل از شکوفایی جلبک‌صها و نهایتا سموم مقاوم تولید شده از این میکروارگانیسم‌صها، بطور قابل ملاحظه‌صای مورد توجه قرار گرفته شده‌صاند .در بخش اول از این کار پژوهشی، فرآیند ازوناسیون منفرد جهت حذف جلبک‌صهای ‮‭Oocystis‬ و ‮‭Cosmarium‬ مورد استفاده قرار گرفته شد .تاثیر پارامترهای عملیاتی بر فرآیند ازوناسیون، مانند دبی گاز ازون ورودی، غلظت آلاینده و ‮‭pH‬ بر راندمان تخریب جلبک‌صها بررسی گردید .به منظور بررسی مکانیسم فرآیند ازوناسیون، غلظت ازون و اکسیژن حل شده و تاثیر بازدارنده-های رادیکالی مورد مطالعه قرار گرفت .سپس، کارایی فرآیند ازوناسیون در حذف کامل جلبک‌صها مورد مطالعه قرار گرفت .بدین منظور، تصاویر آنالیز ‮‭SEM‬ و میکروسکوپی نوری، غلظت کلروفیل ‮‭a‬ و محصولات میانی تولید شده در طی فرآیند ازوناسیون مورد بررسی قرار گرفت .در بخش دوم پروژه، به منظور تهیه‌صی نانو ذرات مارتیت از نمونه‌صی طبیعی آن از روش آسیاب گلوله‌صای سیاره‌صای پر انرژی استفاده گردید .از تصاویر ‮‭SEM‬ و آنالیزهای‮‭EDX‬ ،‮‭XRD‬ ،‮‭IR- FT‬، ‮‭XPS‬ و ‮‭BET‬ مشخصات مارتیت طبیعی و نانو ذرات تهیه شده به روش آسیاب گلوله‌صای سیاره‌صای بررسی شدند .تصاویر ‮‭SEM‬ حاصل از این بخش حاکی از این است که اندازه‌صی میکرو ذرات مارتیت بعد از آسیاب کمتر شده و به نانو ذرات آن تبدیل شده‌صاند .همچنین سایر آنالیزهای مذکور نشانگر عدم تغییر ماهیت مارتیت بعد از آسیاب گلوله‌صای سیاره‌صای می‌صباشد .علاوه‌صبراین، آنالیز ‮‭BET‬ نشان می‌صدهد که مساحت سطح میکرو ذرات مارتیت بعد از آسیاب بیش‌صتر از حالت اولیه می‌صباشد که منجربه فعالیت کاتالیستی بالا می-گردد .بدین دلیل، نانو ذرات مارتیت تهیه شده بعد از ‮‭۶‬ ساعت از آسیاب گلوله‌صای سیاره‌صای نتایج مطلوبی در حذف جلبک‌صها نشان داد .در ادامه، کارایی فرآیند ازوناسیون کاتالیستی و اثر هم افزایی فرآیند ازوناسیون کاتالیستی در مقایسه با فرآیند ازوناسیون و جذب سطحی مورد بحث قرار گرفت .سپس به منظور بررسی بیش‌صتر، تاثیر پارامترهای عملیاتی مذکور برای ازوناسیون کاتالیستی ناهمگن در حضور نانو ذرات مارتیت مطالعه گردید .مکانیسم فرآیند ازوناسیون کاتالیستی ناهمگن و محصولات میانی تولید شده در این فرآیند نیز مورد مطالعه قرار گرفت .در این بخش نیز تصاویر میکروسکوپی و‮‭SEM‬ ، تغییرات کلروفیل‮‭a‬ ، محصولات میانی اصلی و مقدار ‮‭COD‬ محلول تاییدی بر کارایی فرآیند ازوناسیون کاتالیستی در حذف جلبک‌صها شد

In water and wastewater, sufficient nutrient such as nitrogen, phosphorus, leads to the algal bloom. In recent decades, the existence of algal bloom in the water resorce has become become subject to the major environmental concern. Advanced oxidation processes (AOPs) have been substantially considered for the effective removal of algae, taste and odor produced by the algal bloom and their stable toxin. In the first section of this research, the ozonation process was used in order to inactivate and remove Oocystis, and Cosmarium green algae from the contaminated water. The effect of operational parameters such as ozone gas inlet flow rate, algal concentration, and initial pH on the removal efficiency of the algal cells was evaluated. Also, the effect of the ozonation process on the dissolved ozone, dissolved oxygen, and the effect of various reactive oxygene species (ROSs) scavengers was investigated in order to study the mechanism of the ozonation process. Then the efficiency of the ozonation process for the thorough removal of algal cells were investigated. For this purpose, SEM and microscopic images of the algal cells, the chlorophyll a concentration, and the main intermediates were studied. In the second section, in order to produce martite nano particles from the natural one, high energy planetary ball milling method was used. The characteristics of natural martite and martite nano particles were analyzed by SEM, EDX, XRD, FT-IR, XPS and BET analysis. SEM images indicated that after 6 hour ball milling, the size of martite micro particles reduces into the martite nano particles. Moreover, according to the other analysis, the chemical composition of the natural martite didnt show any difference after 6 hour of planetary ball milling. Then, BET analysis elucidated that specific surface area was increased for the martite nano particles that leads to the higher catalytic activity. For this reason, martite nano particals produced after 6 hour of ball milling showed the best result for the algal removal. Then, the effeciency of the catalytic ozonation, and the synergestic effect of the hetrogeneous catalytic ozonation process related to the ozonation and the surface adsorption process were evaluated. For further investigation, the operational parameters for the hetrogeneous catalytic ozonation process of the algal cells in the presence of the martite nano particles were evaluated. The mechanism of hetrogeneous catalytic ozonation process and also the produced intermediates during the process were studied. The microscopic and SEM images of algal cells, chlorophyll a concentration, principal intermediates and COD of the algal solution were used to prove the thorough removal of the algal cells during the hetrogeneous catalytic ozonation process

فضلی، آرزو

ختائی، علیرضا، استاد راهنما

فتحی نیا، مهرانگیز، استاد مشاور

وفایی، فاطمه، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی