بررسی تجربی فرآیند انعقاد الکتریکی در حذف و جداسازی زیستتوده
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
Experimental investigation of electrocoagulation process for removal and separation of biomass
نام نخستين پديدآور
/پوریا رفیعی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی شیمی
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۹
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۰۶ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
مهندسی شیمی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۰۶/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
صنایع وابسته به ریزجلبک همچنان با چالش مرحله آبگیری ریزجلبک روبروست .انعقاد الکتریکی به عنوان راهبردی سریع و متداول برای برداشت ریزجلبک بوده است .به همین دلیل در این پژوهش متغیرهای موثر بر انعقاد الکتریکی با جزئیات کامل بررسی شده اند تا تاثیر آنها بر بهره وری انعقاد تعیین گردد .در گام نخست انعقاد الکتریکی بر روی یک فاضلاب صنعتی جهت کاهش COD و جداسازی ریزجلبک از محیط کشت به صورت متغیر-محور با استفاده از الکترودهای آهن و آلومینیوم مطالعه شد .در این راستا متغیرهای زمان، چگالی جریان، اختلاف پتانسیل، فاصله الکترودها، تعداد الکترودها و افزودن آنیون کلرید مطالعه و تاثیر آنها بررسی و تعیین گردید .در شرایط مورد مطالعه بازدهی جداسازی تا ۹۸ درصد نیز رسید .همچنین بر اساس همین نتایج، محدوده اسیدی بهترین محدوده برای جداسازی بود و میزان مشخصی از آنیون کلرید نیز به افزایش بازدهی جداسازی کمک کرد .برای پیشبرد کاربرد ریزجلبک در صنعت، مطالعه دقیق تر برداشت ریزجلبک از محیط کشت آن حیاتی است؛ به ویژه مطالعه زنده ماندن سلول هایی که در معرض انعقاد الکتریکی قرار می گیرند .به همین دلیل در گام دوم، یک گروه از آزمایش های برداشت از محیط کشت ریزجلبک، یک فاضلاب صنعتی و یک محیط مخلوط از این دو، مورد مطالعه قرار گرفت .تاثیر غلظت ریزجلبک ها برای غلظت های بین ۱ تا ۸ گرم بر لیتر مطالعه شد .افزون بر این تاثیر، غلظت فاضلاب نیز در محدوده ۶۶ تا ۲۷۰۰ میلی گرم بر لیتر مطالعه شد .برای این کار یک محیط کشت مختلط حاوی Chlorella vulgaris, Scenedesmus Obliquus, Botryococcus braunii, Botryococcus sudeticus, and Afrocarpus falcatus به کار گرفته شد .بر اساس نتایج جداسازی، در غلظت های مختلف فاضلاب و ریزجلبک بازدهی جداسازی به ترتیب ۴۴-۸۷ و ۷۰-۸۰ درصد اندازه گیری شد .بر اساس نتایج، نرخ مصرف کربن، نیترات و آمونیوم در نمونه های بدون انعقاد الکتریکی به ترتیب ۱۶، ۱۲ و ۳۱ درصد بیشتر از نمونه هایی بود که انعقاد الکتریکی روی آنها انجام شد .به همین دلیل می توان نتیجه گرفت که انعقاد الکتریکی می تواند ریزجلبک ها را از محیط جداسازی کند و بر زنده ماندن سلول ها کم تاثیر باشد .در گام سوم، در این پژوهش تاثیر انعقاد الکتریکی بر روی SAPs بررسی شد تا مشخص شود که در طولانی مدت آیا انعقاد الکتریکی می تواند اثرات مخرب SAPs بر روی لخته شدن را کاهش دهد یا خیر .محیط کشت مختلط ذکر شده آماده و مشخصات SAPs آنها تعیین گردید .این مشخصات شامل جذب ویژه فوق بنفش(SUVA) ، پتانسیل زتا، جداسازی بر اساس وزن مولکولی(MW) ، کربن آلی محلول(DOC) ، محتوای پروتئین و کربوهیدرات، ماتریس انتشار-برانگیختگی و آزمون آبگریزی به کمک رزین های XAD بود .بر این اساس انعقاد الکتریکی می تواند آبگریزی را تا ۹۵ درصد ارتقا دهد .آزمایش طیف سنجی نیز نشان داد که مواد مشابه هیومیک اسید به طور کامل حذف شده اند .بعلاوه محتوای پروتئین، کربوهیدرات و DOC به ترتیب تا ۲۱، ۶۰ و ۴۷ درصد جدا شدند .بر اساس این نتایج روش انعقاد الکتریکی ممکن است بتواند تاثیرات کاهنده تولید SAP ها را تقلیل دهد .
متن يادداشت
Microalgae-based industries are still challenegd for microalgae harvesting. Electrocoagulation (EC) is a quick and conventional strategy for harvesting although its mechanism is yet to be unfolded. Understanding the macro- and micro-mechanisms involved in the electrocoagulation process will help find ways to optimize the operation. First, electrocoagulation on an industrial wastewater using Fe and Al electrodes was investigated in the present work. The effects of current density, inter-electrode distance, electrocoagulation duration, and initial pH were evaluated. The results reached a comparable recovery of biomass and wastewater from the medium. In the next step, the effect of different parameters on patterns for temperature, voltage, and pH during the EC operation were obtained and analysed. The results helped for a better understanding of what happens in the medium after electrical current runs in the medium. Furthermore, the cell viability was studied to evaluate the possibility to recycle the cells into the system. Microalgae culture, wastewater, and a mixture of both were separately electrocoagulated at wastewater COD ranging 66-2700 mg.l-1 and biomass dry weights between 1-8 g.l-1. The mixed culture contained species of Chlorella vulgaris, Scenedesmus Obliquus, Botryococcus braunii, Botryococcus sudeticus, and Afrocarpus falcatus, since mixed culture technique can reduce the expenses in industrial scales by eliminating the costly sterilization strategies necessary to avoid contamination. It was shown that growth elements of carbon and nitrogen, although at lower rates, were consumed confirming the viability of the cells after electrocoagulation. The consumption rates for electrocoagulated samples were smaller than non-electrocoagulated samples only by 16, 12, and 31 in carbon, nitrate and ammonium concentrations, respectively. Finally, Electrocoagulation (EC) has been investigated for its effects on SAPs characterizations. The previously prepared mixed culture of microalgae was prepared and SAPs characteristics, including Specific Ultra Violet Absorbance (SUVA), Zeta potential, Molecular Weight (MW) fractionation, Dissolved Organic Carbon (DOC), protein and carbohydrate content, Excitation-Emission Matrix, and hydrophobicity using XAD resins, were measured and evaluated before and after electrocoagulation using mild steel and aluminum electrodes at 5 and 10 minutes. The results showed several improvements after Results collectively showed that electrocoagulation might be able to mitigate the negative effects of growth on flocculation.
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Experimental investigation of electrocoagulation process for removal and separation of biomass