تعيين تاثير اكسيژن ملكولي بر كارايي كربن فعال دانه اي شكل در جذب سطحي تركيبات آلي

نويسنده: زهرا قياسي نيك
استاد راهنما: سيمين ناصري
استاد مشاور: محمود شريعت ، امير حسين محوي، كرامت اله ايماندل
تاريخ دفاع: 1376/11/07
مدرك: كارشناسي ارشد مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: فرايند جذب سطحي به عنوان يكي از مناسبترين تكنولوژيهاي ابداع شده براي حذف تركيبات آلي مقاوم از آب معرفي و پيشنهاد شده است. لذا مطالعه جهت بهبود كارايي اين سيستم ها و يافتن شرايط كاركرد آنها و همچنين بررسي امكان حذف يا كاهش آلاينده هاي مختلف موجود در محيط زيست از اهميت خاصي برخوردار مي باشد. اين پژوهش بر اساس اهداف اصلي مطالعه، يعني طراحي و ساخت پايلوتهاي ويژه جهت مطالعه كارايي دو نوع كربن فعال ( توليد داخل و توليد كارخانه Merck آلمان ) در حذف يا كاهش آلاينده هاي مقاومي مانند فنل و نيتروفنل تحت شرايط خاصي اكسيك و انوكسيك در سال 1375 انجام شده است.
در بخش اول پژوهشي جهت ارزيابي مقدماتي فرآيند جذب سطحي، آزمايشهاي لازم براي تعيين نوع و معادلات ايزوترم جذب انجام شد و نتايج حاصل نشان داد كه تقريباً در تمامي موارد ضرايب همبستگي 99% نشان دهنده همخواني ايزوترمهاي مذكور با معادله فروندليچ بوده است.
در بخش دوم چگونگي عملكرد پايلوتهاي ستوني حاوي كربن فعال خارجي و ايراني در حذف يا كاهش فنل و نيتروفنل در دو حالت اكسيك و انوكسيك مقايسه گرديد. بدين منظور نمونه آب سنتيك حاوي مقدار معين از فنل و نيتروفنل در حدود mg/1 300 با سرعت جريان تقريبي10 ml/min از هر يك از دو ستون در شرايط اكسيك و شرايط انوكسيك عبور داده شده و از آب خروجي آنها نمونه برداري گرديد. لازم به ذكر است كه شرايط انوكسيك با تزريق گاز ازت به داخل محلول ورودي به ستون و دانه هاي كربن مهيا گرديد. نتايج بررسي بيانگر كارايي مطلوب هر دو نوع كربن در حذف فنل در نيتروفنل بوده است. وقوع 50 درصد شكست براي فنل در حال اكسيك براي كربن خارجي پس از گذر حدود 30 ليتر آب و براي كربن ايراني پس از گذر 11 ليتر آب حاصل شد و در مورد نيتروفنل اين مقادير به ترتيب 36 و 5/12 ليتر بوده است. به اين ترتيب كارايي كربن فعال خارجي در حذف فنل 6/2-5/2 برابر نوع ايراني و براي نيتروفنل 8/2-7/2 برابر نوع ايراني است.
همچنين مشخص گرديد كه كربن فعال خارجي در حالت اكسيك 5/58% و در حالت انوكسيك 45% و كربن فعال ايراني در همين شرايط به ترتيب 7/34% و 6/27% از كل فنل ورودي به ستون را حذف كرده اند. به عبارتي كارايي كربن فعال خارجي و ايران در حالت اكسيك به ترتيب 3/1 و 25/1 برابر انوكسيك مي باشد كه مي تواند ناشي از پليمريزاسيون فنل بر روي كربن فعال در حضور اكسيژن ملكولي باشد. همچنين كربن فعال Merck در شرايط اكسيك 64% و در شرايط انوكسيك 5/75% و كربن فعال ايراني در همين شرايط به ترتيب 55/40% و 37% از كل نيتروفنل ورودي به ستون را حذف نمودند. به عبارتي كارايي كربن فعال خارجي Merck و توليد ايران در حالت اكسيك به ترتيب 11/1 و 09/1 برابر حالت انوكسيك مي باشد.
ملاحضات اقتصادي در انتخاب نوع كربن لازم براي اين صافيها با توجه به قيمت يك كيلوگرم كربن ايراني كه 850 ريال و كربن خارجي Merck كه 210000 ريال در سال 1375 بوده است. برتري چشمگير نوع ايراني را از نظر خريد نشان مي دهد. البته به علت كارايي كمتر، استفاده از اين كربن در برابر نوع خارجي آن مستلزم تعويض و احياي سريعتر بستر واحد تصفيه و يا ساخت راكتور با حجم بيشتر خواهد بود كه در هر حالت با توجه به سهولت عمل تعويض مشكلي ايجاد نخواهد نمود.
كلمات كليدي: