کننده

چکیده

در پروژه حاضر به مطالعه­ تخریب مواد آلی رنگزای راکتیو آبی 19 و قرمز مستقیم 23 از محلول آبی که به عنوان مواد آلی رنگزا کاربرد وسیعی در صنایع نساجی دارد، از طریق فرایندهای اکسایش پیشرفته، توسط فرایند­های  (UV-C; 30 W) /S2O82-  UV ، /S2O82-  solar همین­طور فرایند فتواکاتالیزوری در حضور نانو ذرات تیتانیم دی اکسید و نانو ذرات مغناطیسی مگنتیت تثبیت شده بر روی  لوله­های شیشه ­ای در حضور فتوراکتور­های متمرکز کننده­ نور خورشید و فرابنفش و بررسی مجموعه ­ای از متغیرها­ی موثر بر میزان حذف از قبیل غلظت S2O82–، غلظت رنگزا (RB19) و (DR23) وpH، پرداخته شده است. نور ماورای بنفش و نور خورشید در نقش منابع تحریک موجب تبدیل یون پراکسی­دی­سولفات به رادیکال سولفات (SO4−•) می­ شود که به عنوان یک اکسنده قوی­تر از پراکسی­دی­سولفات باعث افزایش اکسایش آلاینده­ها و تخریب آن­ها می­ شود. همچنین حضور فتو­راکتور سهمی­وار باعث تمرکز بیشتر تابش دریافتی می­گردد و افزایش سرعت واکنش را در پی دارد. تغییرات طیف­های جذبی محلول­های رنگزای راکتیو آبی 19 و قرمز مستقیم 23 در طی فرایند­های فتواکسیداسیون و فتوکاتالیزوری نشان دادند که پیک جذبی در طول موج ماکزیمم 593 و507 نانومتر به شدت کاهش می­یابند که دلالت بر تخریب سریع رنگزاهای موجود دارد. نتایج کار حاضر نشان داد که فرایند اکسایش با بهره گرفتن از پراکسی­دی­سولفات فعال شده با نور ماورای بنفش و نور­خورشید و همین­طور کاربرد نانو ذرات دی­اکسید­تیتانیم و نانو ذرات مغناطیسی مگنتیت تثبیت شده بر روی لوله­ی شیشه ­ای تعبیه شده در مسیر کانونی فتوراکتور متمرکز کننده­ سهمی­وار می ­تواند انتخاب کارآمدی برای تصفیه پساب­های حاصل از صنایع نساجی باشد.

کلمات کلیدی: فرایند اکسیداسیون پیشرفته، نور ماورای بنفش، فتو­راکتور متمرکزکننده­ سهمی­وار، نانو ذرات مغناطیسی مگنتیت، دی اکسید تیتانیم،

 فناوری نانو، تصفیه پساب

امام علی(ع) فرمودند: شریف ترین نوشیدنی آب است

مقدمه

آب از دیر باز و از بدو پیدایش حیات نقش اساسی در ادامه زندگی و طبیعتا موجودیت انسان ایفا کرده است. در طول تاریخ آب عامل مهمی در شکل دادن به روش زندگی بشر و توسعه تکنولوژی، زبان و فرهنگ بوده است. انسان به طرق مختلف با انجام فعالیت­های کشاورزی و صنعتی و . این نعمت الهی را آلوده می­نماید و با گذشت زمان مخازن آب سالم و گوارا به تدریج آلوده شده و شاهد تنزل کیفیت آب به­خصوص منابع محدود آب شیرین است. دانشمندان در قرن بیستم با مطالعه عملیات تصفیه آب و فاضلاب و مشاهده كمبود روش­های رایج درصدد ابداع روش­های نوین تصفیه به منظور افزایش بازدهی روش­های قبلی و حذف آلاینده‌­هایی كه با روش­های سنتی قابل حذف نبودند، بر آمدند.

ابداع و استفاده از روش­های اکسایش پیشرفته تحول عظیمی را در حذف آلاینده‌های محیط زیست بوجود آورده است، چنانچه فعالیت­های علمی و صنعتی انجام شده در این زمینه و تلاش برای كارآمدتر كردن این روش بیانگر این موضوع خواهد بود و مطالعه در مورد استفاده از این فرایندها می ­تواند گامی موثر در این نوآوری­ها باشد.

آب

آب مهم­ترین منبع طبیعی در جهان است به طوریكه بدون آن حیات نمی‌تواند وجود داشته باشد و اكثر صنایع نیز قادر به ادامه كار نیستند، با توجه به اینكه وجود منابع مطمئن و ایمن آب، از شرایط ضروری تشكیل یک جامعه پایدار است، آب به عنوان یک منبع طبیعی، نیازمند مدیریت و نگهداری دقیق می‌باشد كه باید در سطح جهانی به رسمیت شناخته شود با وجود اینكه طبیعت، در اغلب موارد قابلیت زیادی برای جبران لطمات زیست محیطی دارد اما افزایش نیاز به منابع آب این ضرورت را پیش می‌آورد كه با به كارگیری علوم مربوطه، در چرخه آب، از كیفیت و كمیت آن نگهداری و مراقبت گردد.

عملیات تصفیه و آماده‌سازی در مورد آب بستگی به محل مصرف آن دارد. بعلاوه امروزه، تصفیه پساب حاصل شده در صنعت یكی از موضوعات قابل توجه زیست محیطی به شمار می­رود. مناسب­ترین پساب در هر صنعت آن است كه هزینه تصفیه آن كمتر از مخارج آثار عواقب زیان­بخش ناخالصی‌های آن باشد [1].

به نظر می‌رسد كه تقسیم پساب­ها بر اساس منشأ تولید، ممكن است كمك موثری در جهت تقسیم‌بندی آن­ها باشد كه دارای ماهیت متفاوتی هستند. تقسیم‌بندی مزبور را می­توان به این صورت ارائه نمود  فاضلاب­های خانگی، فاضلاب­های شهری (مجموع فاضلاب­های خانگی، تجاری و تولیدی­ها)، فاضلاب­های سطحی، فاضلاب­های صنعتی، مخلوط فاضلاب­ها، آب­های خنك كننده، آب­های آلوده معادن و شیرابه‌های محل­های دفن زباله[2].

آلودگی آب

تمام آبهای طبیعی حاوی انواع آلودگی‌هایی هستند كه از فرایندهای فرسایش، شستشو و هوا­زدگی ناشی می‌شوند. به این آلودگی‌های طبیعی، آلاینده‌های دیگری كه ناشی از تخلیه فاضلابهای خانگی و صنعتی است نیز اضافه می‌گردد. آلاینده‌های آب انواع مختلفی دارند: آلاینده‌های غیرمقاوم شامل اکثر مواد آلی، بعضی مواد معدنی و برخی میكرو­ارگانیسم ها هستند كه توسط فرایندهای خودپالایی طبیعی تجزیه می‌شوند بطوریكه غلظت آنها با زمان كاهش می‌یابد. سرعت تجزیه این مواد تابعی از نوع آلاینده، كیفیت آب پذیرنده، دما و دیگر عوامل زیست محیطی است. بسیاری از مواد معدنی و برخی از مواد آلی تحت تأثیر فرایندهای تصفیه طبیعی قرار نمی‌گیرند، بطوریكه غلظت این آلاینده‌های مقاوم تنها با رقیق شدن كاهش می‌یابد]3[. علاوه بر طبقه بندی آلاینده‌ها به مقاوم و غیرمقاوم، خصوصیات زیر نیز باید در مورد انواع آلاینده‌ها در نظر گرفته شود:

1- مواد سمی كه مانع فعالیتهای بیولوژیكی در آب می‌شوند. منشاء این مواد از پساب های صنعتی است و شامل موارد زیر می‌باشد:

فلزات سنگین موجود در پساب واحدهای آبكاری، آفت كش‌ها و حشره‌كش‌ها، پساب كارخانجات نساجی، صنایع رنگرزی و غیره.

2- موادی كه بر مقدار اكسیژن آب اثر می‌گذارند:

الف- موادی كه اكسیژن آب را مصرف می‌كنند: شامل مواد آلی كه به صورت بیوشیمیایی اكسید می‌شوند و یا مواد معدنی احیاء كننده.