شيرابه حاصل از محل هاي دفن مواد زائد شهري يكي از معضالت زيست محيطي به شمار مي رود كه براي تصفيه علاوه بر روش هاي بيولوژيكي و فيزيكي به روش هاي موثرتري نياز دارد. به همين منظور مطالعه اي آزمايشگاهي براي بررسي اثر اكسيداسيون شيميايي با روش فنتون و فتوفنتون به عنوان دو روش موثر در كاهش بار آلي شيرابه با كمك ميكرو ذرات آهن عنصري صورت گرفت. در اين مقاله اثر pH، نسبت پراكسيد به ميكروآهن، غلظت آهن و زمان بر راندمان كاهش بار آلي شيرابه در دماي محيط و در راكتور بسته بررسي و مقايسه شد. هر دو روش فنتون و فتوفنتون در pH=1، نسبت H2O2(ml)/Fe(gr)=705 و Fe=l,4gr و زمان 15 دقيقه با كمك ميكروذرات آهن عنصري و پراكسيد هيدروژن كارايي قابل توجهي در كاهش فلزات سنگين و همچنين حذف بار آلي شيرابه را در روش فنتون تا 82% و در روش فتوفنتون تا 84% داشت.

استفاده ازذرات نانو جهت بهبود تصفيه شيرابه باروش فتوفنتون

بسم الله الرحمن الرحيم خلاصه اختراع : امروزه حفظ منابع آب، يعني حياتي ترين ماده اي كه بشر به آن نياز دارد به طور فزاينده اي مورد توجه مجامع مختلف بين المللي قرار گرفته است. رشد روز افزون جمعيت و در نتيجه بهره برداري بيش از حد از منابع محدود آب از يك طرف و آلوده شدن آنها به سبب فعاليتهاي گوناگون زيستي، كشاورزي و صنعتي بشر از طرف ديگر همگي دست به دست هم داده و زنگ خطر بحران آب را درسالهاي آينده به صدا درآورده است. بنابراين حفظ كيفيت فيزيكي و شيميايي و بيولوژيكي منابع آب سرلوحه فعاليت بسياري از سازمانهايي است كه به نحوي با اين منابع سروكار دارند. عدم وجود سيستم هاي ايمن ، كارا و مقرون به صرفه در صنعت آب و فاضلاب كشور و صنايع مرتبط با آن مشكلاتي را به همراه داشته است كه باعث به خطر انداختن سلامت آب در عرصه هاي مختلف شده است. در ادامه به بيان برخي از آن ها مي پردازيم: -عدم امكان بهره برداري از بخش عظيمي از پساب هاي بهداشتي و صنعتي كه قابل استفاده در بخش كشاورزي مي باشد. -بروز انواع بيماري هاي گوارشي در اثر برداشت غير مجاز كشاورزان از پساب هاي صنعتي و بهداشتي. -شيوع بيماري ناشي از آلودگي منابع آب شرب در شهر ها و روستا ها به خصوص در فصول گرم. -تحميل هزينه هاي سنگين ناشي از مرگ و مير دام و طيور و كاهش راندمان مراكز دامپروري. -عدم دسترسي به امكاناتي كه در زمان هاي بحران قادر به توليد آب بهداشتي جهت شرب باشد. -و... اين دستگاه با هدف رفع مشكلات و كاهش خسارات اقتصادي، زماني و جاني مصرف آب نا سالم در عرصه هاي مختلف طراحي شده است. همچنين كوشيده شده است تا با افزايش راندمان گندزدايي و مهار محصولات جانبي ناشي از آن، اين امر به بهترين نحو تحقق پذيرد. اين اختراع بر اساس روش الكتروليز نمك طعام عمل مي كند. در اين روش با عبور جريان مستقيم برق (DC) با قدرت كم از محلول آب و نمك و تجزيه يوني آن دو، محلول(هاي) گندزدا توليد مي گردد. در ادامه به چند مورد از كاربردهاي اين محلول(هاي) گند زدا اشاره مي شود: - گندزدايي آب شرب شهري و روستايي - توليد ماده ضد عفوني كننده - گندزدايي آب و ضدعفوني در مجتمع هاي پرورش دام و طيور،كشت هاي گل خانه اي، استخر ها، بيمارستان ها و ساير موارد مورد نياز - تامين آب در مواقع بحران و ساير موارد فـن آوري تك اكسيدانت و مولتي اكسيدانت با توليد هر يك از چهـار ماده گندزدا Cl2 ، ClO2 ، O3 و O2 به صورت مستقل و نيز همـزمان با هم با غلظت هاي مشخص در يك محلول توانسته قوي ترين و ايمن ترين محلول گندزدايي را عرضه نمايد. محلول اسيدي (Mixed Oxidants) شامل چهار عامل گندزدا Cl2 ، ClO2 ، O3 و O2 با غلظت هاي مشخص است كه توانسته قوي ترين و ايمن ترين محلول گندزدايي را عرضه نمايد به گونه اي كه نه تنها هيچ يك از خطرات اين عوامل را بطور جداگانه ندارد بلكه با تجميع خواص مفيد هر كدام، اثر بخشي و راندمان گندزدايي را بصورت چشم گيري افزايش مي دهد كه اين خود باعث صرفه جويي در منابع و آلودگي كمتر زيست محيطي و در نتيجه توسعه پايدار به معني كامل كلمه خواهد شد. نرم افزار بسيار پيشرفته اين سيستم قابليت كنترل و هدايت بهره برداري از آن را از هر مكاني امكانپذير نموده و كوچكترين اختلال در بهره برداري سامانه را به اطلاع مسئولين مربوطه ميرساند. در يك نگاه مي توان اين فن آوري را ايمن، موثر ، با هزينه بهره برداري بسيار پايين، گندزدايي آب باكيفيت تضمين شده در حد استاندارد و كاهش مصرف انرژي تعريف نمود. يونيت اصلي اين دستگاه تشكيل شده از دو قسمت الكتريكي و هيدروليكي. قسمت الكتريكي شامل ترمينال ها، فيوزها، كنتاكتور ها، كليد هاي مينياتوري، كنترل كننده plc و... مي باشد. واحد هيدروليكي متشكل است از يك سل الكتروليز (كه طراحي و ساخت منحصر به فرد آن توسط اينجانب انجام شده است)، ميكسر ، پمپ آب نمك ، پمپ اسيد سيتريك ، شير هاي برقي مي باشد. اين دستگاه در گندزدايي آب آشاميدني و فاضلاب كاربرد دارد و جهت گندزدايي آب آشاميدني در تصفيه خانه هاي آب شهري و روستايي و آب چاه هايي كه مستقيما به داخل شبكه هاي آبرساني شهري يا روستايي وارد مي شوند، مورد استفاده قرار مي گيرد. اين سيستم در ظرفيت هاي مختلف جهت گندزدايي وجود دارد و نيز در صورتي كه جريان آب مصرفي بالاتر از ظرفيت هر دستگاه باشد، از چند دستگاه به صورت موازي جهت توليد محلول گندزدا استفاده مي گردد. مدل هاي مختلف اين دستگاه به صورت تمام اتوماتيك طراحي گرديده و ارسال اطلاعات دستگاه، پايش و كنترل پارامتر هاي سيستم به صورت اتوماتيك مي باشد. از مزاياي سامانه گندزدايي اختراع شده مي توان به اشغال فضاي بسيار ناچيز جهت نصب كامل سيستم، انعطاف پذيري و سرعت بسيار بالا در نصب و راه اندازي، تضمين استانداردهاي بيولوژيكي آب حداقل در حد استانداردهاي كيفي جهاني آب آشاميدني، هزينه هاي بهره برداري فوق العاده پايين نسبت به ساير روشهاي معمول گندزدايي اشاره نمود. اين سامانه گندزدايي داراي قابليت ارسال اطلاعات و مشكلات احتمالي ايجاد شده در بهره برداري سيستم توسط سيم كارت نصب شده در دستگاه به تلفن همراه از قبل تعيين شده در هر نقطه از ايران مي باشد و امكان پايش و كنترل فعاليت دستگاه توسط نرم افزار پيشرفته از طريق شبكه اينترنتي وجود دارد.

بديهي است كه افزايش دوام و طول عمر سازه هاي بتني مستلزم بررسي بيشتر فرآيندهاي مخرب از جمله نفوذ يون كلر در بتن و... مي باشد كه در اكثر اين نوع مطالعات ايجاد شرايط واقعي محيط هاي دريايي براي نمونه هاي بتني همواره يكي از دغدغه هاي پژوهشگران بوده است. براي انجام مطالعات در خصوص خوردگي در محيط هاي دريايي، در روش هاي آزمايشگاهي نيازمند ساخت نمونه هاي بتني مسلح و غير مسلح، مطابق با ابعاد و توصيه هاي مراجع متعدد و ايجاد شرايط خورنده ي محيط دريايي براي آن ها هستيم كه اين دستگاه در همين راستا مشكلات مربوطه را مرتفع خواهد ساخت و به راحتي دردسترس پژوهشگران خواهد بود. اين دستگاه با نام مستعار خليج هميشه فارس (Persian Gulf) جهت شبيه سازي سيكلي (و حتي غير سيكلي) شرايط خورنده ي محيط هاي دريايي (بالاخص خليج فارس) براي نمونه هاي بتني و غيربتني طراحي و ساخته شده است.

از مهم‌ترين مسائل مطرح در برداشت گياهان دارويي، برداشتي است كه منجر به حصول بهترين كيفيت ماده موثره اين دسته از گياهان شود. بر اساس نتايج اين پروژه برداشت دقيق گياهان دارويي مي‌تواند به افزايش كيفيت و خلوص ماده موثره انجاميده و عناصر سنگين موجود را كاهش دهد. بدليل آنكه برداشت اين نوع از گياهان همچنان در كشور به صورت دستي و يا با ماشين‌آلات اوليه و غيرتخصصي انجام مي‌شود، اختراع حاضر با مد نظر قرار دادن بالاترين قسمت گياه (سرشاخه)، و دادن دستورات لازم به عملگر سيستم كنترلي، ارتفاع شانه‌ برش را در بهترين نقطه تنظيم مي‌كند تا عمل برداشت به طور بهينه انجام شود.

استفاده از نانو ذرات آهن صفر در روش فنتون جهت کاهش بار آلی شیرابه حاصل از دفن پسماند

خلاصه در سالهاي اخير تقاضا براي گندزدايي آب با افزايش شمار بيماريها به شدت در حال رشد مي باشد. استفاده از نانوذرات فعلي نظير نقره، مس و زيركونيوم به شكل پودر در تزريق پليمر و توليد لوله يكي از بهترين كانديداها مي باشد ولي مشكلات متعددي نظير عدم توزيع يكنواخت نانوذرات در ماتريس پليمري، پخش ذرات در هوا (TLV) رهايش نانوذرات در سيستم و تجمع در بدن، بالا بودن ميزان مصرف به دليل كاهش خواص پر كنندگي و افزايش قيمت تمام شده منجر به عدم گسترش اين تكنولوژي شده است. استفاده از كپسولهاي مواد به دليل رهايش صفر و ميزان پر كنندگي بيشتر و قيمت پايين تر مي تواند جايگزين خوب و مفيدي باشد. در اين پژوهش غلظتهاي مختلفي از ميكروذرات AL2O3/SiO2 كه نانوذرات نقره بر روي اين ميكروذرات قرار گرفته است. جهت توليد گرانول نانوكامپوزيت مورد استفاده قرار گرفت و آزمايشات ميكروبي بر روي نمونه كامپوزيت هاي تهيه شده انجام گرفت. ميكروگراف SEM جهت تعيين مورفولوژي گرانول ها و ذرات كپسوله شده و آناليزور TG/DTG جهت بررسي خواص پليمري و مقايسه با نمونه هاي شاهد و آناليزور XRF جهت تعيين درصد عناصر تشكيل دهنده ذرات و آناليزور FT-IR جهت تعيين پيوند عناصر تشكيل دهنده ذرات و ماتريس پليمري مورد استفاده قرار گرفت. گرانول هاي تهيه شده با مقدار مشخص كربن فعال شده مخلوط و در كارتريج طراحي شده مورد استفاده قرار گرفتند. آزمايشات ميكروبي انجام شده نشان داد كه نانوكامپوزيت و كربن فعال بازدهي موثر در حذف آلودگي ميكروبي آب را دارا مي باشد. نتايج نشان داد كه استفاده از 40 درصد وزني نانوذرات نقره كپسوله شده در تهيه نانوكامپوزيتها اثر مطلوبي در خاصيت ضدباكتريايي و پليمري آنها داشته و با توجه به ميزان نقره كمتري كه به كار رفته شده نتايج بهتري نسبت به كامپوزيتهاي مشابه توليد شده با نانو ذرات نقره به دست آمده است.

پكيج تصفيه پساب كارواش يك مجموعه است كه قادر است فاضلاب كارواشهاي صنعتي اعم از شستشوي اتومبيل هاي سواري و يا اتوبوس و خودروهاي سنگين را به گونه‌اي تصفيه نموده كه نه تنها پساب را به استاندارد ابلاغ شده از سوي سازمان محيط زيست ايران مبني بر دفع به محيط (چاه جاذب) برساند بلكه به دليل كيفيت بالاي پساب تصفيه شده اين آب قابل استفاده مجدد نيز باشد.

دستگاه ساخته شده جهت آزمايش نفوذپذيري لاينر GCL به صورت بدون آورلپ و با آورلپ مي باشد. همچنين با استفاده از مايعات مختلف مي توان نفوذپذيري را در طي زمان با فشارهاي مختلف (تا bar 7) آزمايش كرد و ميزان نفوذپذيري را به صورت جداگانه از هشت قسمت كه در كف دستگاه به صورت جداگانه به اندازه 2 ميلي متر گود شده اند، بدست آورد. لازم به ذكر است كه فشار وارده به نمونه از طريق گاز اعمال شده و اطراف نمونه نيز به وسيله تسمه هاي فلزي و پيچ و مهره سفت شده تا مانع از نفوذ مايعات از اطراف شوند.

خلاصه طرح اين مطالعه با استفاده از يك راكتور Batch در مقياس آزمايشگاهي از جنس شيشه به حجم ٢۵٠ ميلي ليتر انجاد شد. اين راكتور سه دهانه به منظور انجام آزمايشات كلرزدايي PCBs . طراحي و ساخته شد. دهانه هاي راكتور براي عبور پره مكانيكي همزن، ورود گاز خنثي N2 به درون راكتور و ورود مواد اوليه تعبيه شدند. به منظور تنظيم دماي دقيق آزمايش، از يك حمام آب گرم كه راكتور آزمايش درون آن قرار مي گرفت، استفاده شد. سنتز نانو ذرات آهن صفر. از روش شيميايي استفاده شد. در اين روش سنتز ذرات نانوي فلزي بر اساس احياي يون هاي فلزي با احياكننده هاي شيميايي صورت مي گيرد. در اين روش ٢۵ ميلي ليتر از محلول 84/1 مولار NABH4 محصول MEREK به Wورت قطره قطره به 50 ميلي ليتر محلول 0.18 مولار FECL3.6H2O محصول Merck حاوي 5/2 درصد حجمي محلول سورفكتانت نشاسته طبق واكنش زير اضافه شد. اين محلول به مدت 90 دقيق در زير همزن مكانيكي با پره شيشه اي ساخت شركت شيمي فن، ايران) با دور 400RPM مخلوط شد. در ضمن كليه محلولها در آب دوبار تقطير و ديونيز شده آماده شدند. جهت آماده سازي سورفكتانت نشاسته، ابتدا نشاسته گندم خريداري شده از شركت MERECK در دماي 80 درجه سانتيگراد در آب حل شد. سپس 5 ميلي ليتر حجمي اسيد كلريك به اين محلول اضافه و جوشانده شد. در ادامه محلول را به دماي محيط رسانده و فيلتر گرديد. اين محلول فيلتر شده به عنوان سورفكتانت در مرحله سنتز نانو ذرات آهن استفاده شد. استخاج PCBS از روغن اسكارل با استفاده از حلال متانول انجام شد. بدين منظور در مزحله اول مقدار 300 ميلي ليتر روغن آسكارل خام اضافه شد و به مدت 5 دقيقه با استفاده از همزن با دور 250RPM مخلوط گرديد. پس از اختلاط، نمونه جهت تفكيك فازها به مدت ١۵ دقيقه در سانتريفيوژ Hettich EBA21 . آلمان با دور rpm ١٠٠٠ قرار داده شد. پس از آن، محلول هاي تفكيك شده به دقت با استفاده از سرنگ و پيپت جدا و هر كدام از محلول ها در ظرف جداگانه جمع آوري شدند. در مرحله راه اندازي و راهبري راكتور Batch . متانول حاوي تركيبات PCBs - حاصل استخراج از روغن آسكارل با غلظت اوليه PPM ١٣ ، با آب دو بار تقطير و ديونيز شده، حدود ٢ برابر رقيق گرديد و جهت تنظيم pH در محدوده اسيدي حدود ۴ از محلول اسيد سولفوريك نرمال استفاده و سپس به راكتور وارد شد. با توجه به خطرات شديد بهداشتي PCBs . در تمام آزمايش ها از كاغذ تورنسل براي تنظيم pH استفاده گرديد. از آنجائيكه مكانيسم واكنش كلرزدايي به تعداد الكترون هاي موجود در محيط بستگي دارد، pH اسيدي مي تواند الكترون عاري محلول را در سطح بالاتري نگه دارد و در نتيجه، كارايي كلرزدايي افزايش مي يابد. پس از آن، نانو ذرات آهن صفر، توزيع شده و تحت گاز N2 به منظور جلوگيري از اكسيد شدن نانو ذرات آهن صفر در هنگام اضافه شدن به راكتور و خروج اكسيژن از فضاي باز راكتور به راكتور افزوده گرديد. در حالي كه راكتور تحت حمام گرما بود اختلاط انجام شد.