SUPERVISOR
Sayed Hossein Saghaian nejad esfahani,Mohammad Mehdi Majedi,Sayyed-Saeid Eslamian,Jahangir Abedi-Koupai
سیدحسین سقائیان نژاداصفهانی (استاد مشاور) محمد مهدی مجیدی (استاد مشاور) سیدسعید اسلامیان (استاد راهنما) جهانگیر عابدی کوپائی (استاد راهنما)
STUDENT
Moazam Khaleghi
معظم خالقی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
TITLE
Investigation of the Sorption Kinetic Behavior of Some Chemical Elements in Unconventional Waters by Tire Chips in Porous Medium
Scarcity of proper quality water is considered one of the most important problems in arid and semi-arid areas such as Iran. On the other hand, the population growth and increasing environmental pollution need solutions for the elimination of water deficiency. One solution is the reuse of non-conventional water resources, including wastewater and drainage water. There are various methods to improve water quality that among them method of filtration is an effective and efficient method to remove elements. The most important part is to filter the selection of adsorbent materials. There are different types of synthetic absorbent that due to high price, its application has not been conventional. In this work, the tire chips were used as an inexpensive and easily available adsorbent. Absorption tests column (field trials) was conducted in two distinct steps using two types of water, including salt water with electrical conductivity equal to 6.4 dS / m and the initial pH equal to 7.7 and industrial effluents with an electrical conductivity equal to 13.3 dS / m and the initial pH of 6.5. Each test was conducted as a factorial experiment with three factors based on a completely randomized design with three replications. Three factors were studied including particle size (2-5 mm and 3-5 cm), filter thickness (10, 30 and 50 cm) and contact time with adsorbent solution (2, 4, 6 and 24 hours for salt water and 0.5, 1, 2, 4, 6 and 24 hours for industrial effluents. The results showed application of tire chips as filter (30 centimeters in thickness and contact time of 24 hours), for treatment of salt water, had the best performance. The electrical conductivity of water was reduced 20.3 percent. Also in this treatment, the maximum amount of sodium adsorption ratio was observed. This ratio increased up to 29.3 percent and the pH value decreased by 6.5 percent. In the test with industrial effluents the best performance of reducing the salinity was observed in the treatment with 50 centimeters thick and 24 contact hours. The salinity of this treatment was reduced by 11.2 percent. This filter reduced the heavy metals of lead, zinc and manganese up to 99, 72.1 and 41.4 percent respectively. Also the results showed that the performance of millimeter and centimeter particles in the most measured parameters do not differ with each other. In the batch tests to evaluate the absorption equilibrium time, the removal efficiency of lead, zinc and manganese were 67.2, 74.3 and 39.9 percent, respectively. Comparison of column and batch tests showed that the efficiency for the removal of zinc and manganese was similar, but the effectiveness of the removal of lead is higher in column because the lead did not reach equilibrium in the batch absorption tests. Time to reach equilibrium for zinc and manganese were 180 and 120 minutes, respectively. Time to reach equilibrium for lead was more than 180 minutes, because during this period an increasing trend was ob
کمبود آب با کیفیت مناسب یکی از مهم ترین مشکلات در مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران به شمار می آید. از طرفی رشد بی رویه جمعیت و افزایش آلودگی های محیطی نیازمند راه حل هایی برای رفع کمبود آب می باشد. یکی از این راه حل ها استفادة مجدد از منابع آب های نامتعارف از جمله پساب ها و زه آب هاست. روش های مختلفی برای بهبود کیفیت آب های نامتعارف وجود دارد که در بین آن ها روش فیلتراسیون یک روش کارآمد و مؤثر در حذف عناصر بوده است. در ساختن فیلتر مهم ترین قسمت انتخاب جاذب است. انواع مختلفی از جاذب های مصنوعی وجود دارند که بدلیل قیمت بالا و یا قابل دسترس نبودن، کاربرد آن ها ممکن نخواهد بود. در تحقیق حاضر از تراشه های لاستیکی به عنوان یک جاذب ارزان قیمت و در دسترس استفاده شد. آزمایش های جذب ستونی (صحرایی) در دو مرحله جداگانه و با استفاده از دو نوع آب شامل آب شور چاه با EC برابر با 4/6 دسی زیمنس بر متر و pH اولیه 7/7 و پساب صنعتی با EC برابر با 3/13 دسی زیمنس بر متر و pH اولیه 5/6 انجام شد. هر آزمایش بصورت فاکتوریل با سه فاکتور در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای مورد مطالعه شامل سه فاکتور اندازة ذرات (5-2 میلی متر و 5-3 سانتی متر)، ضخامت فیلتر (10، 30 و 50 سانتی متر) و زمان تماس جاذب با محلول (2، 4، 6 و 24 ساعت برای آزمایش با آب شور و 5/0، 1، 2، 4، 6 و 24 ساعت برای آزمایش با پساب صنعتی) بود. نتایج نشان داد که با کاربرد فیلتر تراشه های لاستیکی و با استفاده از آب شور تیمار ضخامت 30 سانتی متر فیلتر و زمان تماس 24 ساعت بهترین عملکرد را داشته و موجب کاهش 3/20 درصدی در شوری آب شد. در این تیمار بیشترین میزان افزایش در مقدار نسبت جذب سدیم نیز مشاهده شد که برابر با 3/29 درصد بود و همچنین مقدار pH از7/7 به 2/7 رسید که به میزان 5/6 درصد کاهش داشت. در مرحله آزمایش با پساب صنعتی بهترین عملکرد در کاهش شوری در تیمار ضخامت 50 سانتی متر با زمان تماس 24 ساعت مشاهده شد. که میزان شوری در این تیمار 2/11 درصد کاهش یافت. عملکرد فیلتر در این تیمار یرای کاهش غلظت فلزات سرب، روی و منگنز به ترتیب 99 ، 1/72 و 4/41 درصد مشاهده شد که نسبت به تیمارهای دیگر بازدة بهتری داشت. در اکثر پارامترهای اندازه گیری شده نتایج تیمارهای ذرات سانتی متری و میلی متری تفاوت چندانی با یکدیگر نداشتند. همچنین در آزمایش های جذب مرحله ای (پیمانه ای) برای بررسی زمان تعادل، راندمان حذف فلزات سرب، روی و منگنز به ترتیب 6/67 ، 3/74 و 9/39 درصد بدست آمد. همچنین مقایسه نتایج آزمایش های جذب ستونی و جذب پیمانه ای برای حذف فلزات سنگین نشان می دهد که برای فلزات روی و منگنز راندمان حذف مشابه بوده ولی در مورد فلز سرب راندمان حذف در آزمایش های جذب ستونی بالاتر بوده که علت آن به تعادل نرسیدن فلز سرب در آزمایش های جذب مرحله ای بود. زمان رسیدن به تعادل برای فلز روی، 180 دقیقه و برای فلز منگنز 120 دقیقه بود. برای فلز سرب در طول 180 دقیقه زمان آزمایش روند جذب صعودی بوده و به تعادل کامل نرسید. نتایج برازش همدماهای جذب فلزات مورد مطالعه نشان داد که مدل جذبی فروندلیچ با ضریب 99 درصد دارای بالاترین ضریب تبیین بود.