اکبر اسلامی، تقی عبادی، مهسا مرادی، فرشید قنبری،
دوره 8، شماره 1 - ( 5-1394 )
چکیده
زمینه و هدف: پرکلرواتیلن به دلیل اثرات سوء بهداشتی و پایداری در منابع آب زیرزمینی، در دسته آلاینده های نگرانکننده قرار دارد. مانع واکنش دهنده نفوذپذیر با بستر آهن صفر ظرفیتی یک ناحیه تصفیه غیرفعال بوده که در آن، اتن های کلره بصورت در محل و از طریق مکانیسم احیای شیمیایی تجزیه می شوند. هدف از انجام این پژوهش، بهینه سازی و مدل سازی تکنولوژی مانع واکنش دهنده نفوذپذیر با بستر آهن صفر ظرفیتی با استفاده از روش رویه پاسخ، برای حذف پرکلرواتیلن از محیط آبی است. روش بررسی: به منظور شبیه سازی مانع واکنش دهنده نفوذپذیر با بستر آهن صفر ظرفیتی، از یک ستون پر شده با ماسه سیلیسی و پودر آهن صفر ظرفیتی استفاده شد و تاثیر سه متغیر pH، ارتفاع ستون یا ضخامت مانع و دبی بر کارایی کلرزدایی کاهشی بررسی گردید. طراحی آزمایش، مدل سازی و آنالیز داده ها از طریق روش رویه پاسخ صورت گرفت. یافته ها: کارایی کلرزدایی حدود 93% در شرایط بهینه (pH برابر با 5، ارتفاع ستون cm26 و دبی mL/min 2) بدست آمد. روند افزایشی pH در طول ستون نشان دهنده حاکم بودن شرایط احیا بر ستون بود. ضریب تعیین 0/98 نیز تطابق بالای نتایج آزمایشگاهی با مقادیر پیش بینی شده حاصل از مدل را نشان داد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج، تکنولوژی مانع واکنش دهنده نفوذپذیر با بستر آهن صفر ظرفیتی کارایی بالایی در کلرزدایی پرکلرواتیلن دارد. همچنین با توجه به عدم نیاز به مصرف انرژی، فراوان بودن آهن، عدم تولید محصولات جانبی مضر و هزینه اثربخش بودن، مانع واکنش دهنده نفوذپذیر با بستر آهن صفر ظرفیتی به عنوان یک تکنولوژی پایدار، سبز و دوستدار محیط زیست در تصفیه آب های زیرزمینی مطرح است.
معصومه مقدم ارجمند، عباس رضایی، سیمین ناصری، سید سعید اشراقی،
دوره 8، شماره 1 - ( 5-1394 )
چکیده
زمینه و هدف: امروزه کریپتوسپوریدیوم پاروم به عنوان یکی از عوامل بیماریزای مهم منتقله از آب با مقاومت زیاد در برابر روشهای متداول گندزدایی و با توان ایجاد مشکلاتی در منابع آب مطرح است. بدلیل مشکلات مطرح در مطالعات کریپتوسپوریدیوم، جهت برآورد غیرفعال سازی و ارزیابی کیفیت آب، استفاده از اسپور باسیلوس سوبتیلیس غیر بیماریزا به عنوان مدل توصیه شده است. از سوی دیگر، در سالهای اخیر توجه ویژه ای به فرایندهای الکتروشیمی به عنوان یک تکنولوژی سازگار با محیط زیست و کارامد در تصفیه و گندزدایی آب شده است. هدف از انجام این تحقیق، ارائه روشی جهت ارتقاء کیفیت آب آشامیدنی است. روش بررسی: در این تحقیق، سیستم الکتروشیمی حاوی الکترودهای استیل به ابعاد cm 4 × 8 در حجم mL 200 از آب آشامیدنی واجد mg/L 4-1 سدیم کلراید مورد استفاده قرار گرفت. سوسپانسیون میکروبی واجد تعداد مشخصی از اسپور باسیلوس سوبتیلیس(ATCC 6633) مطابق باروش استانداردمک فارلند، در محدوده 103 تا 106 اسپور در هر میلی لیتر تهیه گردید. ارزیابی حذف عامل میکروبی هر min 15 طی زمان min 60 با نمونه برداری و انتقال به محیط کشت تریپتیکاز سوی آگار صورت پذیرفت. متغییرهای تعداداسپورهای باکتری، میزان حمایت کننده الکترولیتی، میزان جریان القائی و زمان واکنش مورد ارزیابی قرار گرفتند. یافتهها: فرایند الکتروشیمیائی پیشنهادی بدون استفاده از حمایت کننده الکترولیتی در جریانهای الکتریکی کمتر از mA 100 در زمان min 60 قادر به حذف کامل اسپور باسیلوس سوبتیلیس با تراکم 104 تا 106 نبود. افزودن الکترولیت حمایتی سدیم کلراید با غلظت mg/L 4 موجب حذف کامل اسپور در پایان min 60 گردید. نتیجهگیری: افزودن حمایت کننده الکترولیتی سدیم کلراید بدلیل افزایش فرایندهای اکسیداسیون مستقیم و غیر مستقیم، تاثیر میکروبکشی فرایند الکتروشیمیائی را به طور قابل ملاحظهای افزایش میدهد. بهبود فرایند گندزدایی آب تا رسیدن به حذف کامل اسپور در زمان min 60، با حضور سدیم کلراید میتواند بدلیل تولید بیشتر عوامل اکسیدانت تولید شده در آند باشد.
محمد حسینی، غلامحسین صفری، حسین کمانی، جلیل جعفری، امیر حسین محوی،
دوره 8، شماره 2 - ( 5-1394 )
چکیده
زمینه و هدف: از میان انواع مختلف آنتی بیوتیک ها، تتراسایکلین ها دومین گروه شایع آنتی بیوتیک ها از نظر تولید و مصرف در سراسر جهان هستند که ورود آنها به فاضلاب خانگی می تواند منجر به آلودگی منابع آب شود. هدف از مطالعه حاضر بررسی کارایی فرایند نانوسونوکاتالیستی در حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین از محیط آبی است. روش بررسی: در این مطالعه میزان اثربخشی فرایند سونولیز به تنهایی و نیز به همراه نانوذرات TiO2 و پراکسید هیدروژن در حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین با تحت مواجهه قرار دادن غلظت های مختلف این آلاینده در یک راکتور تحت فرکانس های KHz 35 و KHz 130 مورد مطالعه قرار گرفت. غلظت باقیمانده تتراسایکلین با استفاده از دستگاه HPLC مجهز به دتکتور UV و ستون C18 فاز معکوس قرائت شد. یافته ها: نتایج حاصله نشان داد که کاربرد اولتراسونیک به تنهایی کارایی ناچیزی در حذف این آلاینده دارد و در بهترین شرایط حداکثر 20/3% حذف تتراسایکلین در فرکانس KHz 35 صورت پذیرفت. کاربرد TiO2 به همراه اولتراسونیک کارایی حذف را بهبود بخشید و با افزایش غلظت نانوذره تاmg/L 250 راندمان حذف افزایش یافت اما پس از آن افزایش دوز نانوذره تاثیری بر میزان حذف نداشت. بهترین راندمان حذف با افزودن پراکسید هیدروژن به فرایند US/TiO2 به میزان mg/L 100 در pH برابر با 4 حاصل شد که تحت این شرایط حذف 94/3% غلظت آنتی بیوتیک تتراسایکلین، بعد از min60 زمان تماس حاصل گردید. نتیجهگیری: نتایج حاصله از این مطالعه نشان داد که فرایند سونوکاتالیستی با کاربرد TiO2 و H2O2 به عنوان یک اکسیدان، بسیار موثر بوده و می توان از این فرایند برای حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین از محلول های آبی استفاده نمود.
مریم السادات منصوری، حاتم گودینی، قدرت اله شمس خرم آبادی،
دوره 8، شماره 2 - ( 5-1394 )
چکیده
زمینه و هدف: مواد آلی طبیعی از پیش سازهای اصلی محصولات جانبی گندزدایی هستند. با توجه به اینکه روش های معمول گندزدایی قادر به تامین استاندارد ترکیبات جانبی گندزدایی نیست، از روش های نوینی نظیر اکسیداسیون فتوکاتالیستی با استفاده از UV/ZnO برای حذف این ترکیبات استفاده می شود. هدف از این مطالعه بررسی اثر فتوکاتالیستی نانوذرات اکسید روی بر حذف مواد آلی طبیعی از محلول های آبی است. روش بررسی: این مطالعه یک مطالعه تجربی است که با استفاده از یک راکتور ناپیوسته در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است. این راکتور به حجم L1 بوده و روی آن با لامپ UV پوشانده و از پمپ پریستالتیک جهت اختلاط کامل استفاده شده است. در این تحقیق از اسید هیومیک بعنوان شاخص مواد آلی طبیعی استفاده گردیده است. تغییرات غلظت اسید هیومیک با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج nm254 تعیین شد. پارامترهای غلظت اولیه اسید هیومیک، زمان تماس، pH و شدت تابش لامپ UV در فرایند حذف اسید هیومیک مورد بررسی قرار گرفته است. یافته ها: حذف بهینه اسید هیومیک با استفاده از نانوذرات تثبیت شده روی تحت تابش اشعه ماورابنفش با شدت تابش µw/Cm2 3950 در زمانpH= 3، 120 min، غلظت اولیه mg/L 2 ( صد درصد حذف) حاصل شد. نتیجه گیری: این تحقیق نشان داد که کارایی سیستم فتوکاتالیستی با افزایش زمان و شدت تابش افزایش و با افزایش غلظت اولیه و pH کاهش می یابد. بنابراین استفاده از فرایند پاک و بدون باقیمانده فتوکاتالیستی UV/ZnO یک روش کارامد در حذف مواد آلی طبیعی است.
علی نقی زاده، سیمین ناصری،
دوره 8، شماره 2 - ( 5-1394 )
چکیده
زمینه و هدف: مواد آلی طبیعی مخلوط پیچیده ای از پلی الکترولیت های با وزن مولکولی متفاوت هستند که عمدتا از تجزیه بقایای گیاهان و حیوانات تولید می شوند. مواد آلی طبیعی توسط روش های تصفیه مختلفی از آب قابل حذف است. هدف از مطالعه حاضر بررسی کارایی نانولوله های کربنی شکل دهی شده در حذف مواد آلی طبیعی از محلول آبی است. روش بررسی: در این مطالعه برای حذف مواد آلی از نانولوله های شکل دهی شده در ستون جریان پیوسته استفاده شد. متغیرهای مختلفی از جمله pH نقطه صفر، pH، غلظت های مختلف مواد آلی طبیعی و همچنین ایزوترم ها مورد مطالعه قرار گرفت. یافته ها: نتایج بررسی اثر pH نشان داد که ظرفیت جذب سطحی مواد آلی طبیعی با کاهش pH افزایش می یابد. pH نقطه صفر (pHZPC) برای نانولوله های کربنی مورد استفاده در این پژوهش برابر 6 بود. همچنین نتایج آزمایشات ایزوترم های فروندلیچ، لانگمویر و BET نشان داد که ضریب رگرسیون R2 برای ایزوترم فروندلیچ نسبت به دو ایزوترم دیگر برای نانولوله های کربنی مورد استفاده در این تحقیق بالاتر بود. آزمایشات ستون جذب پیوسته در غلظت های مواد آلی طبیعی ورودی مختلف نشان داد که ظرفیت جذب سطحی نانولوله های کربنی برای غلظت های مواد آلی طبیعی ورودی 10، 5 و mg/L 3 به ترتیب برابر 53/46، 30/40، mg/g 24/75 بود. نتیجه گیری: از نتایج این مطالعه می توان نتیجه گرفت که نانولوله های کربنی شکل دهی شده جاذب موثری برای حذف مواد آلی طبیعی از محلول آبی است.
کامیار یغماییان، نعمت اله جعفرزاده حقیقی فرد، رامین نبی زاده، حسن رسول زاده، بهمن اکبرپور،
دوره 8، شماره 4 - ( 12-1394 )
چکیده
زمینه و هدف : آرسنیک یکی از سمیترین آلایندههای موجود در آبهای زیرزمینی و سطحی است. دریافت آرسنیک میتواند پیامدهای نامطلوبی زیادی برای سلامتی انسان به همراه داشته باشد. بنابراین دستیابی به تکنولوژیهای جدید برای رسیدن به استاندارد آرسنیک لازم است.
روش بررسی: مطالعه موجود به صورت ناپیوسته در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفت. جاذب نانوذرات آهن – کیتوزان با احیا آهن فریک به وسیله سدیم بورهیدرید (NaBH4) در حضور کیتوزان به عنوان پایدارکننده تولید شد. ابتدا پارامترهای مختلف از جمله زمان تماس min(120-5)، (10-3)pH، دز جاذب (g/L 3/5-0/5) و غلظت اولیه آرسنات mg/L10-2 برکارایی فرایند مورد بررسی قرار گرفت. سپس شرایط بهینه از لحاظ زمان تماس، pH، دز جاذب و غلظت اولیه آرسنات به روش RSM تعیین شد. با استفاده از مدل ایزوترم فروندلیچ، لانگمویر ثابتهای تعادلی، کینتیک شبه درجه اول و دوم ثابتهای کینتیکی محاسبه گردید. میزان آرسنات باقی مانده با استفاده از روشICP-AES اندازه گیری شد.
یافتهها: مقادیر بهینه بر اساس روش RSM برای7/16 pH=، دز جاذب g/L 3/04، زمان تماس min 91/48 و غلظت اولیه آرسنات mg/L 9/71 تعیین شد. ایزوترم لانگمویر با R2 بیش از 0/9904 برای آرسنات، بهترین نمودار برای دادههای آزمایش است. حداکثر میزان جذب آرسنات بر اساس مدل ایزوترم لانگمویر mg/g 135/14بدست آمد. بررسی کینتیک جذب نشان داد که جذب آرسنات از مدل شبه درجه دوم تبعیت میکند.
نتیجهگیری: مطالعه حاضر نشان داد که فرایند جذب به pH وابسته بوده و با افزایش pH توانایی گروه آمینی موجود در کیتوزان برای پروتونه شدن کاهش یافته که نتیجه این عمل کاهش راندمان حذف آرسنات در pH بالا است.
سهیل سبحان اردکانی، راضیه زندی پاک،
دوره 9، شماره 2 - ( 6-1395 )
چکیده
زمینه و هدف: رنگ ها آلاینده های مهمی هستند که منجر به ایجاد خطرات جدی برای انسان، دیگر حیوانات و موجودات زنده می شوند. رنگ ها با فرایندهای تصفیه هوازی قابل تجزیه نیستند. بنابراین، حذف آنها از پساب های صنعتی قبل از تخلیه به محیط زیست نیاز به توجه زیادی دارد. هدف از انجام این مطالعه بررسی کارایی حذف رنگ متیل اورانژ توسط نانوذرات مغناطیسی نیکل از محلول آبی است.
روش بررسی: در این مقاله، نانوذرات مغناطیسی نیکل به روش همرسوبی شیمیایی سنتز شدند و به عنوان جاذب برای حذف رنگ متیل اورانژ استفاده شدند. خصوصیات ظاهری نانوذرات مغناطیسی نیکل با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD)، pH نقطه صفر (pHpzc) و آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی (EDX) بررسی شد. آزمایش به صورت ناپیوسته با mL 20 محلول متیل اورانژ با غلظت mg/L 40 در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد. اثر متغیرهای pH (8-2)، مقدار جاذب (g 0/07-0/009) و زمان تماس (min 70-2) بر راندمان حذف رنگ بررسی گردید. در نهایت، داده های آزمایشگاهی با ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ و تمکین و با مدل های سینتیکی شبه درجه اول و دوم مطابقت داده شد.
یافته ها: تصویر TEM نشان داد، نانوذرات مغناطیسی نیکل در اشکال ظاهری کروی و در اندازه nm 12 هستند. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش زمان تماس تا min 20 و مقدار جاذب به میزان g 0/04 کارایی حذف رنگ افزایش یافته است. بهترین pH برای حذف رنگ متیل اورانژ 2 بود. همچنین تحت این شرایط جذب از ایزوترم جذب لانگمویر با ضریب همبستگی 0/995 و مدل سینتیکی شبه درجه دوم با ضریب همبستگی 0/999 پیروی کرده است. بیشترین ظرفیت جذب جاذب تهیه شده برای ایزوترم لانگمویر mg/g 135 برآورد شد.
نتیجهگیری: نانوذرات مغناطیسی نیکل میتواند به عنوان یک جاذب موثر و در دسترس جهت حذف رنگ متیل اورانژ از پساب های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
صدیقه عباسی،
دوره 9، شماره 3 - ( 9-1395 )
چکیده
زمینه و هدف: مواد فتوکاتالیستی به علت کاربرد گستردهای که در حفاظت از محیط زیست دارند به طور گسترده مورد توجه قرار گرفتهاند. هدف این تحقیق بررسی و مطالعه آنالیز آماری فعالیت فتوکاتالیستی نانوذرات ZnOو SnO2 جهت حذف آلاینده متیل اورانژ از آب است.
روش بررسی: نانوذرات ZnO و SnO2 به ترتیب به روش سل-ژل و شیمیایی سنتز شدند و متیل اورانژ به عنوان آلاینده مورد نظر انتخاب شد. تاثیر غلظت نانوذرات جهت حذف آلاینده در محدوده 0/25، 0/5 و 1 درصد وزنی مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تاثیر میزان تابشدهی، سوسپانسیون حاوی آلاینده و نانوذرات در مدت زمانهای متفاوت و در محدوده 5 تا min 25 تحت تابش قرار گرفت. نتایج حاصل با استفاده از نرم افزار MSTATC, Ver 1.42 و آزمون آماری چند دامنهای دانکن (Duncan’s multiple range test) مورد بررسی قرار گرفت.
یافتهها: نتایج حاصل از آنالیز واریانس کارایی حذف متیل اورانژ نشان داد که در سوسپانسیونهای حاوی ZnO و SnO2، زمان تابشدهی، غلظت نانوذرات و اثر متقابل آنها در سطح احتمال 5 درصد دارای تاثیر معنیداری بر روی حذف فتوکاتالیستی متیل اورانژ هستند. همچنین با افزایش زمان تابشدهی از 5 تا مدت min 25 میزان حذف آلاینده در سوسپانسیون حاوی ZnO و SnO2 به ترتیب به 42/97 درصد و 55/69 درصد میرسد. بررسی تاثیر غلظت نانوذرات بر روی میزان حذف متیل اورانژ نیز نشاندهنده افزایش میزان فعالیت فتوکاتالیستی نانوذرات با افزایش غلظت است.
نتیجهگیری: طبق نتایج بدست آمده مشاهده شد که میزان فعالیت فتوکاتالیستی ZnO نسبت به SnO2 بیشتر است. بنابراین استفاده از ZnO جهت حذف آلاینده موثرتر است.
سمانه تربتی،
دوره 9، شماره 4 - ( 12-1395 )
چکیده
زمینه و هدف: مالاکیت سبز در بسیاری از صنایع از جمله صنایع نساجی مصرف میشود. دفع پساب های حاوی این ماده رنگزا به محیط، میتواند به مشکلات زیست محیطی فراوانی منجر گردد. امروزه روشهای فیزیکوشیمیایی متعددی برای پالایش پساب ها استفاده میگردند. به دلیل محدودیتها و مشکلات این روشها، تصفیه زیستی به عنوان یک روش پالایش اقتصادی و موثر مورد توجه قرار دارد. هدف تحقیق حاضر امکان سنجی گیاه پالایی ماده رنگزای مالاکیت سبز با کاربرد علف چشمه و بررسی تاثیر برخی فاکتورهای محیطی در کارایی حذف است.
روش بررسی: گیاهان پس از جمع آوری و نگهداری در آزمایشگاه، با غلظتهای مختلف از مالاکیت سبز تیمار گردیدند. در طول آزمایش، مقدار رنگزدایی توسط اسپکتروفتومتر UV-Vis تعیین شد. ترکیبات حدواسط تولید شده در جریان تجزیه زیستی آلاینده با کاربرد روش GC-MS شناسایی گردیدند.
یافتهها: پس از گذشت 7 روز، توانایی علف چشمه در رنگزدایی و تجزیه زیستی mg/L 10 از محلول مالاکیت سبز بیش از 90 درصد تعیین گردید. 5 ترکیب حدواسط در مسیر تجزیه زیستی این آلاینده شناسایی گردید. همچنین مشخص شد که افزایش غلظت ماده رنگزا تا mg/L 20 باعث افزایش کمیت رنگدانههای فتوسنتزی و فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان در گیاه میگردد.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد علف چشمه توانایی بالایی در رنگزدایی مالاکیت سبز داراست. قابلیت استفاده مجدد از گیاه برای حذف مکرر رنگ، تایید کننده رخداد فرایند تجزیه زیستی است. همچنین افزایش در وزن توده گیاهی، دما و pH منجر به افزایش کارایی رنگزدایی گردید.
لاله کیانی، سیده الهام رضاتوفیقی، حسین معتمدی،
دوره 9، شماره 4 - ( 12-1395 )
چکیده
زمینه و هدف: استفاده از دستگاههای تصفیه آب خانگی در سالهای اخیر به علت آلودگی آبها رواج زیادی پیدا کرده است. در دستگاههای تصفیه، با تشکیل بیوفیلم باکتریایی در سطح فیلترها، امکان انتقال مقاومت آنتیبیوتیکی بین باکتریها و نهایتا ورود به بدن انسان وجود دارد. در این مطالعه به بررسی نوع باکتریهایی که در فیلترهای دستگاه تصفیه رشد میکنند و همچنین میزان مقاومت آنتی بیوتیکی آنها پرداخته شده است.
روش بررسی: در این تحقیق از فیلترهای 80 دستگاه تصفیه آب خانگی نمونهبرداری شد. با کمک روشهای بیوشیمیایی و مولکولی باکتریهای رشد یافته در این فیلترها شناسایی شدند. مقاومت آنتیبیوتیکی نسبت به آنتی بیوتیکهای پنی سیلین، تتراسایکلین، اریترومایسین، جنتامایسین، سفالکسین و تریمتوپریم-سولفومتوکسازول به روش دیسک دیفیوژن بررسی شد.
یافتهها: از جمله باکتریهای شناسایی شده شامل سودوموناس، ردوکوکوس، باسیلوس، اسفینگوموناس، زایموموناس، آئروموناس، کلبسیلا، سیتروباکتر، درکسیا و آکروموباکتر بودند. بیشترین جدایهها مربوط به باکتری سودوموناس ایروژینوزا بود. تست آنتیبیوگرام نشان داد که اکثر این باکتریها دارای مقاومت چندگانه هستند. بیشترین مقاومت نسبت به سفالکسین و کمترین مقاومت نسبت به جنتامایسین مشاهده شد.
نتیجهگیری: نتایج حاکی از آن است که فیلترهای دستگاه تصفیه خانگی، محیطی مناسب برای رشد باکتریها هستند. در این شرایط باکتریهای دارای مقاومت چندگانه احتمالا میتوانند ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی را به واسطه آب به باکتریها و میکروفلورهای بدن انسان انتقال دهند. لذا فیلترها باید به گونهایی طراحی شوند که نه تنها باکتریها را از آب حذف کنند بلکه آنها را نیز از بین ببرند.
یاسر عظیم زاده، نصرت اله نجفی، عادل ریحانی تبار، شاهین اوستان،
دوره 10، شماره 1 - ( 3-1396 )
چکیده
زمینه و هدف: فسفر بعنوان یکی از آلاینده های پساب های کشاورزی، صنعتی و شهری، نقش مهمی در غنی شدن یا به پروردگی (Eutrophication) آبهای سطحی دارد. استفاده از جاذب های کاتیونی، روش شناخته شده و مؤثری برای حذف آنیون هایی مانند فسفات از محیط های آبی است. در این میان، هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای ((LDHs)Layered double hydroxides ) بعنوان جاذب های تبادل آنیونی با کارایی بالا شناخته شده اند. در این مطالعه، کارایی هیدروکسید دوگانه لایه ای منیزیم-آلومینیم در حذف فسفر از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت.
روش بررسی: هیدروکسید دوگانه لایه ای منیزیم-آلومینیم (Mg-Al-LDH-Cl) با استفاده از روش هم رسوبی تولید و برای حذف فسفر از محلول آبی بکار برده شد. آزمایش های سینتیکی و تعادلی جذب فسفر بهوسیله Mg-Al-LDH-Cl در حالت بسته، با بررسی اثر عوامل مختلف مانند زمان تماس، غلظت اولیه فسفر، pH، قدرت یونی و دوز جاذب بر کارایی حذف فسفر بوسیله LDH، انجام شد.
یافته ها: نتایج آزمایش سینتیکی نشان داد که جذب فسفر بهوسیله LDH پس از min 30 به تعادل رسید. مدل شبه درجه دوم، بهترین برازش را بر داده های سینتیکی جذب فسفر داشت و این نشان میدهد که جذب شیمیایی، کنترل کننده سرعت جذب فسفر بوسیله LDH بود. همچنین، مدل لانگمویر بهترین برازش را بر داده های آزمایش جذب داشت و بیشترین ظرفیت جذب با استفاده از این مدل mg P/g 37/83 بدست آمد.
نتیجه گیری: مطالعه حاضر نشان داد که درصد جذب فسفر با افزایش زمان تماس و غلظت LDH افزایش، ولی با افزایش غلظت اولیه فسفر، pH و قدرت یونی کاهش می یابد. شرایط بهینه برای جذب سطحی آنیون فسفات بوسیله Mg-Al-LDH بصورت غلظت mg P/g 20، زمان h 2، pH برابر با 3، دوز جاذب g/L 10 و قدرت یونی mol/L 0/03، تعیین شدند.
فرانک اخلاقیان، هانیه آزادی،
دوره 10، شماره 2 - ( 6-1396 )
چکیده
زمینه و هدف: در سرتاسر دنیا، پسابهائی که حاوی آلایندههای رنگی هستند، مشکل جدی به شمار میآیند. رنگ رودامین بی که در صنایع نساجی، چرم، داروسازی، و آرایشی بکار میرود؛ دارای اثرات سرطانزائی و سمیت شدید است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی حذف رنگ رودامین بی توسط فتوکاتالیست نانوسیم اکسید روی تقویت شده با لانتانیوم (La/ZnO) است.
روش بررسی: در این کار، نانوسیم اکسید روی تقویت شده با لانتانیوم با روش گرمابی (hydrothermal) سنتز شد. ویژگیهای فتوکاتالیست بدست آمده با روشهای XRF، XRD، و SEM شناسائی شدند. اثر متغیرهای فرایند ناپیوسته مثل pH، غلظت اولیه محلول رودامین بی، و مقدار فتوکاتالیست بررسی شدند. سینتیک واکنش نیز مورد بررسی قرار گرفت.
یافته ها: تصاویر SEM ساختار شش ضلعی نانوسیمهای ZnO، و La/ZnO را نشان دادند. نتایج XRD نیز تشکیل روی با ساختار هگزاگونال ورتسایت (wurtzite hexagonal structure) را در هر دو نمونه (ZnO، و La/ZnO) تایید نمودند. مطالعات سینتیکی نشان دادند که واکنش شبه درجه اول بود. ثابتهای سرعت ظاهری ZnO، و La/ZnO به ترتیب برابر با min-1 0/0045 و min-1 0/0074 بودند. در یک آزمایش ناپیوسته، g/L 1/25 از فتوکاتالیست La/ZnO، محلول رودامین بی با غلظت mg/L 4/79 را در pH برابر ۹ تحت تابش فرابنفش و در زمان h ۴ تا راندمان 99/8 درصد تجزیه نمود.
نتیجه گیری: نانوسیم La/ZnO با مقدار بهینه لانتانیوم، فتوکاتالیست بهتری از نانوسیم ZnO برای تجزیه رنگ رودامین بی در محیط آبی است.
مهران بیجاری، حبیب الله یونسی، نادر بهرامی فر،
دوره 10، شماره 4 - ( 12-1396 )
چکیده
زمینه و هدف: رنگهای راکتیو، جدیدترین نوع رنگهای تولید شده در صنایع نساجی هستند. این رنگها دارای ساختار مقاومتر از سایر رنگها در برابر تجزیه بوده و میتوانند صدمات جبرانناپذیری به محیطزیست وارد کنند. هدف از این مطالعه حذف رنگزای راکتیو بلک 5 با استفاده از کربن فعال تهیه شده از پسماند حاصل از هرس درختچه انگور در سیستم ناپیوسته است.
روش بررسی: در این مطالعه کربن فعال با استفاده از چوب انگور بهعنوان پیش ماده و فعالساز کربنات پتاسیم در نسبت اشباع 1:0/25 در دماهای مختلف 600، 650، 700 ، 750، 800، 850، C° 900 سنتز شد. سپس آزمایش جذب رنگ برای همه نمونهها در شرایط یکسان: pH برابر با 2، دوز جاذب g/L 0/025، غلظت اولیه رنگ mg/L 250، دما C° 25، حجم محلول mL 100 و زمان تماس min 120 انجام شد تا کربن فعال بهینه از بین نمونههای سنتز شده انتخاب شود، سپس مطالعات جذب ناپیوسته رنگزای راکتیو بلک 5 بر روی کربن فعال بهینه انجام گرفت و روند پارامترهای pH، دوز جاذب، غلظت اولیه رنگ، دما و زمان تماس در طول فرایند جذب بررسی شد. همچنین آنالیزهای BET و SEM برای تعیین مشخصات کربن فعال بهینه انجام شد. در پایان مطالعات تعادلی، سینتیک و ترمودینامیک برای رنگزای راکتیو بلک 5 انجام گرفت.
یافتهها: نتایج نشان داد که نمونه کربن فعال با سطح ویژه m2/g 1670 و حجم کلی حفرات cm3/g 1/434 و توزیع 68 درصد حفرات در محدوده مزوحفره، دارای حداکثر ظرفیت جذب رنگزای راکتیو بلک 5 به مقدار mg/g 704 در شرایط معین است. این حداکثر ظرفیت جذب در شرایط معین: pH برابر با 2، دوز جاذب g/L 0/035، غلظت اولیه رنگ mg/L 250، دما C° 45، حجم محلول mL 100 و زمان تماس min 120 بهدست آمد. نتایج دادههای تعادلی جذب رنگزای راکتیو بلک 5 تطابق بیشتری با مدل فروندلیچ دارد. همچنین مطالعات سینتیکی نشان داد که رفتار جذب رنگ بر روی کربن فعال از مدل شبه درجه دوم پیروی می کند. مطالعات ترمودینامیک نیز بیانگر غیرخودبخودی، گرماگیر و فیزیکی بودن فرایند جذب رنگزای راکتیو بلک 5 است.
نتیجهگیری: این مطالعه نشان داد کربن فعال تهیه شده از چوب انگور از پتانسیل بالایی در حذف رنگزای راکتیو بلک 5 از محلول آبی برخوردار است.
مریم صابونیان، محمدعلی بهنژادی،
دوره 11، شماره 2 - ( 6-1397 )
چکیده
زمینه و هدف: کروم در بسیاری از پسابهای صنعتی به فرمهای Cr(III) و Cr(VI)یافت میشود. سمیت Cr(III) به مراتب از Cr(VI) کمتر هست. در این مقاله هدف بهینهسازی ساختار شبکه عصبی مصنوعی در مدلسازی احیاء فتوکاتالیزوری Cr(VI) توسط نانوذرات TiO2-P25 است.
روش بررسی: در این کار شبکه عصبی مصنوعی (ANN) برای مدلسازی احیاء فتوکاتالیزوری Cr(VI) به Cr(III) توسط نانوذرات P25-TiO2 مورد استفاده قرار گرفته و ساختار آن بهینهسازی شده است. پارامترهای عملیاتی مورد مطالعه عبارتند از: غلظت اولیه کروم، غلظت فتوکاتالیزور، زمان تابش نور فرابنفش و pH. فرایند احیاء درون یک فتوراکتور ناپیوسته صورت گرفته و برای اندازه گیری غلظت (Cr(VI از دستگاه اسپکتروفتومتر UV/Vis استفاده شده است. محاسبات ANN با استفاده از نرم افزار Matlab 7 و جعبه ابزار ANN انجام شده است.
یافته ها: نتایج نشان میدهد که بهینهسازی ساختار ANN و استفاده از الگوریتم و توابع انتقال مناسب میتواند کارایی شبکه را بهبود بخشد. نتایج حاصله با توجه به ضریب همبستگی مناسب (0/9886) و خطای میانگین کوچک (0/00018) نشان می دهد که عملکرد شبکه عصبی پیشنهادی برای مدلسازی فعالیت نانوذرات P25-TiO2 در احیاء Cr(VI)، قابل قبول است. نتایج نشان میدهد که همه پارامترها بر روی احیاء فتوکاتالیزوری Cr(VI) تاثیر دارند، اما تاثیر pH با 34/15 درصد سهم بیشتر از پارامترهای دیگر است. بیشترین احیاء فتوکاتالیزوری Cr(VI) درpH برابر با 2 رخ می دهد و افزایش دو پارامتر مقدار فتوکاتالیزور و زمان تابش نور در محدوده مورد مطالعه سبب افزایش احیاء Cr(VI) می شوند.
نتیجهگیری: ساختار بهینه ANN عبارت است از یک شبکه سه لایه پیشخور پس انتشار با توپولوژی 4:10:1 و مناسب ترین الگوریتم، الگوریتم پس انتشار گرادیان مزدوج هست.
سیده الهه مهدویان، فریبا استوار، هانیه میربلوکی،
دوره 11، شماره 3 - ( 9-1397 )
چکیده
زمینه و هدف: انعقاد یکی از فرایندهای اصلی تصفیهخانههای متداول آب است که از طریق مخلوط کردن منعقدکنندههایی نظیر آلومینیوم سولفات، کلروفریک و پلی آلومینیوم کلراید (PAC) با آب خام انجام میشود. لجن حاصل از این فرایند، حاوی مقادیر زیادی منعقدکننده است که ارزش اقتصادی بالایی دارند. بنابراین چنانچه این منعقدکنندهها بازیابی شوند، علاوه بر کاهش ریسکهای مربوط به دفع لجن، ممکن است هزینههای تامین منعقدکننده تازه در تصفیهخانه آب و یا فاضلاب نیز کاهش یابد.
روش بررسی: بهمنظور دستیابی به مستندات موضوع، پایگاههای اطلاعاتی ScienceDirect، Google scholar و ... با کلمات کلیدی "Coagulant recovery"، "Water residuals management"، "بازیابی منعقدکننده" و ... جستجو شد. بیش از صد و پنجاه مستند در قالب مقاله، کتاب و گزارش علمی از نظر اعتبار مطالب و ارتباط موضوعی بررسی گردید. مطالب جمعآوری شده تحت عناوین "شیوههای بازیابی"، "تکرارهای بازیابی"، "بازیابی از منظر اقتصادی" و "نقاط قوت و ضعف روشها" دستهبندی و خلاصهسازی شد.
یافتهها: استفاده از روشهای نوین همچون ترکیبی از فرایندهای غشائی و شیمیایی یا فرایندهای غشائی تبادل یونی، منجر به بازیابی منعقدکننده با کیفیتی مشابه نمونههای تجاری میگردد و در صورت استفاده از روشهای متداول و کم هزینهتر همچون هضم اسیدی، کیفیت منعقدکننده بازیابی شده با نمونههای تجاری صنعت آب شرب قابل رقابت نیست.
نتیجهگیری: در این پژوهش روشهای مختلف بازیابی مواد منعقدکننده جهت تعیین استراتژیهای استفاده مجدد، بررسی شد. احتمال میرود استفاده از منعقدکنندههای بازیابی شده با شیوههای متداول، در تصفیهخانههای فاضلاب، قوانین مربوطه را ارضاء کند. استفاده صنعتی از فرایندهای نوین جهت بازیابی منعقدکنندههایی با کیفیت بالاتر، نیازمند بررسیهای دقیق فنی و اقتصادی است.
علی پرتوینیا، زهرا شمسالهی،
دوره 12، شماره 2 - ( 6-1398 )
چکیده
زمینه و هدف: زیست سالمسازی آلایندهها، روشی مطلوب برای تجزیه آنها به مواد کمخطر توسط میکروارگانیسمها است. تاکنون در بیشتر تحقیقات از میکروارگانیسمها بهصورت سلول آزاد استفاده شده که مشکلات کاربردی مختلفی دارند. استفاده از تکنولوژی تثبیت سبب بهبود راندمان تجزیه زیستی و رفع اکثر معایب سلولهای آزاد شده است. هدف این مقاله مروری، بررسی امکان کاربرد تکنولوژی تثبیت سلولی براساس حاملهای پلیمری در حذف آلایندههای آروماتیک در مقیاس آزمایشگاهی (فلاسک لرزان و بیوراکتور) است. همچنین، مقایسه عملکرد سلولهای آزاد و تثبیت شده در شرایط محیطی مختلف از دیگر اهداف این مطالعه است.
روش بررسی: در این تحقیق به ترتیب 401، 78، 49، 1450، 0 و 0 مقاله در پایگاههای اطلاعاتی Scopus،Web of Science،PubMed ،Google Scholar ، SID و MagIran با استفاده از واژگان کلیدی "Cell immobilization, Biodegradation, Aromatic" جستجو شد. از مجموع 1978 مقاله جستجو شده، پس از حذف 1167 مقاله، تعداد 811 مقاله مورد بررسی بیشتر قرار گرفت.
یافتهها: مطالعات انجام شده در این زمینه، نشاندهنده موفقیت آمیز بودن حذف آلایندهها توسط سلولهای تثبیت شده با استفاده از ماتریسهای مناسب در شرایط عملیاتی مختلف است و همچنین در میان سامانههای تثبیت سلولی، تلهاندازی سلولها درون حاملهای پلیمری، پرکاربردترین روش زیستسالمسازی آلایندههای آروماتیک است.
نتیجهگیری: با توجه به عملکرد سلولهای تثبیت شده در مقایسه با سلولهای آزاد بهویژه در شرایط محیطی نامساعد، قابلیت استفاده مجدد سلولهای تثبیت شده و کاربرد آنها در بیوراکتورها و بحث افزایش مقیاس، کاربرد این روشها میتواند در بحث تصفیه فاضلاب در کشور مورد توجه محققان قرار گیرد.
پیمانه عطابخش، محمد کارگر، عباس دوستی،
دوره 12، شماره 2 - ( 6-1398 )
چکیده
زمینه و هدف: آدنوویروسهای انسانی، یکی از اصلیترین پاتوژنهای منتقل شونده از آبهای آلوده هستند که به دلیل پایداری در برابر فرایندهای تصفیه، بهعنوان یکی از مهمترین شاخصهای نوین کیفی آبها معرفی شدهاند. هدف از پژوهش، ارزیابی کفایت حذف آدنوویروسهای انسانی در واحدهای مختلف تصفیه خانه آب اصفهان بود.
روش بررسی: نمونه گیری از 5 بخش شامل: آب خام، ته نشینی، گندزدایی، فیلتراسیون و آب خروجی تصفیه خانه به مدت یک سال انجام شد. برای تغلیظ آب از فیلتر Cartridge Electropositive Virosorb 1MDS استفاده گردید. به منظور تشخیص آنتی ژن آدنوویروسها از آزمون الایزا و برای شناسایی کمی و ژنوتایپینگ به ترتیب ازReal-time PCR و PCR استفاده شد. همچنین میانگین غلظت شاخصهای باکتریایی و پارامترهای فیزیکوشیمیایی مورد سنجش قرار گرفت.
یافتهها: از 60 نمونه آب بررسی شده، آدنوویروسها بهترتیب در 12 نمونه (20 درصد) با روش الایزا و 16 نمونه (26/67 درصد) با روش مولکولی تشخیص داده شدند که بیشترین تعداد آدنوویروسهای شناسایی شده بهترتیب 7 نمونه (12 درصد) در ورودی تصفیه خانه، 6 نمونه (10 درصد) بعد از ته نشینی و 3 نمونه (5 درصد) پس از ازن زنی تشخیص داده شد. بیشترین میزان جداسازی آدنوویروس در فصل پاییز (50 درصد) و کمترین تعداد در فصل بهار (12/5 درصد) بود. همچنین میانگین شاخص کلی فرمها در ورودی تصفیه خانه بین CFU/mL 103-102تشخیص داده شد.
نتیجهگیری: نتایج نشان داد که راندمان حذف آدنوویروس در واحدهای فیلتراسیون و گندزدایی تصفیه خانه بیشتر است و واحد فیلتراسیون تصفیه خانه بهعنوان یک واحد موثر در حذف ویروسها به شمار می رود.
زهرا اسدکی، رضا انصاری، فریبا استوار،
دوره 12، شماره 3 - ( 9-1398 )
چکیده
زمینه و هدف: با توجه به وجود صنایعی مانند فولاد زنگ نزن، حضور یون نیکل (II) در آبها و پسابها در غلظتهای بالا گزارش شده است. بنابراین، حذف یون نیکل (II) از پسابها و محیطزیست امری ضروری به شمار میآید. در این پژوهش نانوذرات اکسید آهن (III) به عنوان جاذب برای حذف یون نیکل (II) از آب در یک سیستم تعادلی منقطع مورد مطالعه قرار گرفت.
روش بررسی: جهت مشخصهیابی ساختاری نمونه از تکنیکهای FT-IR، SEMو XRDاستفاده شد. برای تعیین شرایط بهینه جذب، اثر پارامترهای مهم از قبیل: pH، زمان تماس، وزن جاذب و غلظت اولیه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، مطالعه ترمودینامیکی (تغییرات انرژی آزاد استاندارد گیبس، آنتالپی و آنتروپی)، مطالعات ایزوترمی (ظرفیت جذب) و مطالعات سینتیکی (تاثیرپذیری جاذب با زمان) بررسی گردید.
یافتهها: نتایج نشان داد که جاذب مغناطیسی مذکور، دارای بالاترین راندمان حذف آلاینده نیکل (II) در pH برابر 7، زمان تماس min 60، مقدار جاذب mg 200 و بالاترین غلظت قابل حذف mg/L 400 است.
نتیجهگیری: با مطالعات ترمودینامیکی مشخص گردید که واکنش گرماگیر بوده و خودبه خودی بودن فرایند جذب، با عامل آنتروپی کنترل میشود (J/mol.K 165/7+ ΔS°=و KJ/mol 2/7-(ΔG°= . برای درک بهتر مکانیزم جذب، از معادلات سینتیک شبه درجه اول و دوم استفاده شد. سپس جهت تعیین ظرفیت جذب، ایزوترمهای جذبی لانگمویر و فروندلیچ بررسی گردید و مطابقت خوب نتایج با مدل فروندلیچ و ظرفیت جذب برابر با mg/g 43/5 بهدست آمد که بیانگر ظرفیت جذب بالای جاذب و چند لایه بودن آن است.
محمدرضا سمرقندی، علیرضا رحمانی، زهرا دارابی، جمال مهرعلی پور،
دوره 12، شماره 4 - ( 12-1398 )
چکیده
زمینه و هدف: فرایند الکتروپراکسون تلفیقی از فرایندهای ازن زنی ساده و الکترولیز است که منجر به تولید رادیکال هیدروکسیل و در نهایت تخریب آلاینده می گردد. هدف از این مطالعه، امکان سنجی فرایند الکتروپراکسون در حذف ترکیب دارویی سفتریاکسون از محلول سنتتیک بود.
روش بررسی: در این مطالعه تجربی، از راکتور نیمه پیوسته مجهز به چهار الکترود گرافن با ابعاد cm 2×10 و ضخامت mm 3 استفاده شد. تاثیر پارامترهای pH (3-11)، غلظت گاز ازن ( mg/min1-5)، جریان الکتریکی مستقیم ( A1-3)، غلظت اولیه سفتریاکسون (mg/L 5-50) و دوز رباینده رادیکال (ترت بوتانول برابر با mmol/L 20) در مدت زمان ( min60-0) مورد بررسی قرار گرفت. اندازه گیری غلظت سفتریاکسون با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، اندازهگیری COD با دستگاه اسپکتروفتومتری (DR6000) و TOC با TOC آنالیزر صورت گرفت.
یافته ها: نتایج بیانگر کارایی مناسب این فرایند در تخریب آنتیبیوتیک و کاهش COD و TOC حاصل از سفتریاکسون است. شرایط بهینه عبارت است از pH برابر با 3، جریان الکتریکی برابر با A 3، غلظت ازن ورودی برابر با mg/min 5، سولفات سدیم بهعنوان الکترولیت به میزان mmol/L 50 و غلظت اولیه سفتریاکسون برابر با mg/L 5 در مدت زمان min 30 که 99/39 درصد تخریب آلاینده رخ داد. میزان کارایی فرایند در حذف COD و TOC در مدت زمان min 90 به حداکثر مقدار خود رسید. حضور ترت بوتانول کارایی فرایند را به 83 درصد کاهش داد.
نتیجه گیری: فرایند الکتروپراکسون بهعنوان یکی از گزینه های فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته، توانایی کاهش بار آلودگی صنایع حاوی ترکیبات دارویی بهویژه سفتریاکسون را دارا است و بهعنوان فرایند دوست دار محیط زیست تلقی می شود.
الهام خانپور-علیکلایه، علی پرتوینیا، احمد طالبی، حسین کرمانیان،
دوره 12، شماره 4 - ( 12-1398 )
چکیده
زمینه و هدف: ترکیبات نفتی یکی از عوامل اصلی آلودگی محیطهای آبی محسوب میشود. در سالهای اخیر روشهای بیولوژیکی بهعنوان روشی دوستدار محیطزیست و مقرون بهصرفه در کنار روشهای فیزیکی و شیمیایی برای پاکسازی محیطهای آلوده مورد استفاده قرار گرفته است. اخیرا روش تثبیت سلولی درون حاملهای هیدروژلی بهدلیل مزایایی نظیر سهولت کنترل میکروارگانیزمها، تماس غیرمستقیم آلاینده و سلول، افزایش مقاومت سلولها در برابر تنشها و استفاده مجدد و متوالی مورد توجه قرار گرفته است. اهداف اصلی این تحقیق، معرفی روش الکترواسپری بهمنظور کاهش سایز دانههای آلژینات کلسیم جهت استفاده در سامانه تثبیت سلولی و مقایسه میزان تجزیه زیستی نفتخام سنگین توسط سویه Bacillus licheniformisدر دو حالت سلول آزاد و تثبیت شده هستند.
روش بررسی: سویه تجزیهکننده نفتخام، از منطقه آلوده نفتی جزیره خارک جداسازی شده و توانایی این سویه در حالتهای آزاد و تثبیت شده، در شرایط محیطی متفاوت (pH برابر با 5، 7) و غلظت نفتخام (1500، ppm 3500) بررسی شد. روش الکترواسپری برای تولید دانههای آلژینات و روش وزنسنجی و کروماتوگرافی گازی جهت اندازهگیری میزان حذف نفتخام استفاده شد.
یافتهها: بیشترین میزان حذف نفتخام (61 درصد) مربوط به سلولهای تثبیت شده در محیط خنثی و غلظت نفتppm 3500 بود. تجزیهزیستی نفتخام پس از 14 روز، توسط سلولهای تثبیت شده با اختلاف معنیداری (0/05p<) نسبت به سلولهای آزاد بیشتر بوده و تثبیت سلولی مقاومت میکروارگانیزمها در برابر شرایط محیطی را افزایش داده است.
نتیجهگیری: با استفاده از روش الکترواسپری با کاهش سایز دانهها، میتوان بر مشکلات انتقال جرمی سامانه تثبیت سلولی فائق آمد و این سامانه میتواند بهعنوان جایگزین مناسبی برای سامانه سلولهای آزاد در تصفیه پساب استفاده شود.