مرجع تخصصی آب و فاضلاب

استفاده از كربن فعال گرانول در فرايند كربن زيستي

به منظور حذف مواد آلي و رنگ پساب هاي صنايع نساجي

رضا عليزاده*+

(CEERS) تهران، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد علوم و تحقيقات، مركز تحقيقات و مطالعات محيط زيست و انرژي

سيد مهدي برقعي

تهران، دانشگاه صنعتي شريف، دانشكده مهندسي شيمي و نفت

 

چكيد ه: : حذف رنگ و مواد آلي پيچيده يکي از مشكلات مهم در تصفيه پسا بهاي صنعتي است. صنايعي مانند

نساجي که داراي پساب حاوي مواد شيميايي متفاوت، از جمله رن گهاي مصنوعي(سنتتيک) هستند هميشه با مشکل

مواجه هستند. رو شهاي تصفيه بيولوژيکي و يا COD از بين بردن رنگ و يا کاهش غلظت مواد آ لي برحسب جذب سطحي در حذف و يا جداسازي رنگ، اغلب ناموفق و يا تا حدودي مؤثر هستند. در اين پژوهش، روش جذب سطحي و لجن فعال شده که  به نام فرايند کربن زيستي شناخته شده است براي حذف رنگ و مواد آلي مورد مطالعه قرار گرفت. پساب واقعي يک کارخانه رنگرزي (نساجي) در حومه تهران دريک واحد پايلوت مورد آزمايش قرار گرفت. پايلوت که متشکل ازدو دستگاه راکتور لجن فعال بود ب هصورت مداوم راه اندا زي شد و پس از رسيدن به شرايط پايدار پسا ب صنعتي واحد نساجي جايگزين پساب مصنوعي شد تا ميکر واورگانيس مها به خوراک جديد به مخزن لجن فعال اضافه شد و (GAC) تطبيق داده شون د. پس از راهبري دستگاه به مدت معين، کربن فعال گرانو ل مورد ارزيابي قرار گرفت. در زمان ماند طولاني د ر BOD و ٥ COD ، عملکرد دستگاه پايلوت با اندازه گيري رنگ به حدود ۹۰ درصد و کاهش رنگ به ۸۸ درص د رسيد COD راهبري م يش دحداکث رکاه ش GAC راكتوري که بدو ن به ۹۶ درص د وکاه شرن گبه ۹۲ درصد افزايش پيدا كرد. اين تفاوت در COD کاه ش GAC ولي درراکتور دارا ي زما نهاي کوتا هتر بسيار متفاوت بوده و نقش فرايند کربن زيستي ب هطور كام ل مشخص م يشو د. به اين ترتيب مشخص شد که فرايند کربن زيستي م يتواند کمک مؤثري در حذف آلايند هها و رنگ پسا بهاي نساجي بنمايد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

صادق مرادي محمد تقي‌زاده عزت­ا... جودکی  عبدالرضا مقدّسي

گروه مهندسي شيمي، دانشکده­ی فنی و مهندسی دانشگاه اراک

چکيده

براي توليد کربن فعال مواد اوليه­ی گوناگوني مورد استفاده مي­گيرند در اين تحقيق از پوست گردو، خاک اره حاصل از چوب‌هاي افرا و چنار که مواد کم قيمت و در دسترس هستند، به عنوان مواد اوليه ليگنوسلولوزيک استفاده شد با اعمال فعال­سازي شيميايي (با اسيد فسفريک) بر اين مواد، کربن فعال توليد شد و سپس خواص جذبي هر يک از محصولات مورد بررسي قرار گرفت. بدين ترتيب نمونه‌هايي با سطح ويژه بيش از m 2/gr 1350 و ميزان جذب يد mg/gr 1150 توليد شد. علاوه بر اين اثر هر يک از متغييرهاي فرايند نظير نوع ماده اوليه، نسبت آغشتگي، غلظت عامل فعال ساز شيميايي دماي تصفيه پايين، زمان اقامت در دماي پايين، دماي فعال سازي و زمان اختلاط بر خواص جذبي و بازده توليد کربن مورد بررسي قرار گرفت و بر اساس نتايج حاصل شرايط عملياتي بهينه توليد تعيين گرديد. همچنين باتوجه به نتايج مشخص شد که پوست گردو و خاک اره مواد ارزان قيمت با خواص فيزيکي مناسب براي توليدکربن فعال مي­باشند.

واژه­های کليدی : کربن فعال، فعال سازي شيميايي، سطح ويژه، عدد يد.

 

مقدمه

باتوجه به نياز فراوان صنايع مختلف نظير نفت وگاز، قند وگلوکز، نشاسته، نوشابه، تصفيه آب و روغن کشي به کربن فعال و عدم توليد اين ماده با کيفيت مطلوب در داخل کشور، لزوم توليد کربن فعال با کيفيت بالا و قيمت مناسب ضروری است. فرايندهايي که جهت تبديل ماده اوليه به يک محصول کربنيزه شده با ميزان خلل و فرج پايين (دراثر حرارت دهي) و يا کربن فعال با ميزان خلل و فرج بالا (در اثر حرارت دهي با اسيد فسفريک) وجود دارند، بر اساس واکنش و بر هم کنش بين بيوپليمرهاي مختلف مي­باشند. اين بيوپلمرها عموماً سلولز و ليگنين مي­باشند. اثر فعال سازي با اسيد فسفريک مربوط به کاهش قابل توجه دماي اين واکنش‌ها است. باتوجه به اينکه اسيدفسفريک يک عامل قوي دهيدراسيون است لذا حضور آن مي­تواند باعث گسسته شدن و سپس انجام واکنش‌هاي حلقوي شدن با مکانيسم يوني شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد.
زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ...

 زغال فعال شده چیست؟
اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد.
زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ...

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد.
زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:
- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم
- رنگزدایی از قند و شکر
- بازیافت طلا
- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها
- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و ... تولید زغال فعال شده

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

روش هاي تامين آب شيرين

مايع شگفت انگيز:
انسان ها از زمان هاي قديم در تشريح شگفتي‌ هاي آب بسيار كوشيده‌اند و در ابتدا نظارت بر آن را به فرشتگاني نسبت مي‌دادند كه اعمالشان را به صورت آواز و در قالب اسطوره‌ها و افسانه ها مي ريختند. بسياري از مفاهيم نهادين چون سرچشمه حيات، گوهر پالاينده و عنصر بارورنده با آب عجين است.
آب با همه سادگي‌اش، با ارزش ترين منبع طبيعي است كه در زمين وجود دارد و بدون آن، حيات وجود نخواهد داشت. با اين‌حال آنچه در چند دهه اخير مشاهده مي‌كنيم اين است كه انسان، آب را تلف كرده، از منابع موجود بيش از حد بهره گرفته و كنترلي در استفاده از آن اعمال نكرده است. عواقب اين رفتار بي فكرانه، بتدريج گريبان او را مي‌گيرد. اكنون نشانه‌هاي كمبود آب فراوان‌اند: سطح سفره‌هاي آب زير زميني پائين مي آيد، از وسعت درياچه‌ها كاسته مي‌شود و زمين‌هاي مرطوب ناپديد مي‌شوند. به دليل بهره‌برداري خودسرانه و غير علمي از منابع زيرزميني، دشتها نشست كرده اند و فرو نشست زمين، به معني فشردگي ذرات آن و نفوذ پذيري كمتر آن است. نتيجه، از طرفي عدم نفوذ آب به درون زمين و تجديد مجدد منابع آبهاي زيرزميني است و از طرف ديگر جاري شدن سيل و شسته شدن خاك هاي حاصل‌خيز كشاورزي كه خود سبب فقر منطقه و خشكسالي هاي بيشتر مي شود.

مهندسان،‌ " راه حل" مشكل آب را احداث سد‌هاي هر چه عظيم‌تر و طرح‌هاي انحراف آب رود‌خانه ها مي‌دانند كه هزينه هاي كمر شكن دارد و به روند‌هاي طبيعي آسيب فراوان مي‌رسانند. مسئله صحرازايي نيز براي انسان اهميت فراوان دارد. بر اساس بررسي به عمل آمده توسط برنامه محيط زيست سازمان ملل، تاكنون يك چهارم از زمين‌هاي آبياري، نيمي از كشت هاي ديم و سه چهارم چراگاهها، به صحرا تبديل شده اند. در اين امر، انسان نيز به اندازه شرايط اقليمي مقصر است. با اين‌حال او قادر به متوقف كردن و بهبود اين وضعيت نيز هست.
اكنون واضح است كه امكان ندارد چشمانمان را به نتايج ناشي از تاثير انسان بر منابع آب، ببنديم. اين پيامد ها نياز به تحقيق گسترده‌اي دارند و به عبارت دقيقتر، وظيفه اي بسيار پيچيده اند كه به همكاري صميمانه دانشمندان سراسر دنيا احتياج دارد تا به نفع همه بشريت بكوشند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

امپراتوري بزرگ ايرانيان در دوره هخامنشي و ترقي آن در زمان ساسانيان مديون دانش آب شناسي ايرانيان بوده است.
 مردمان ايران زمين از ديرباز به ارزش آب به عنوان ماده زندگي بخش و ارزشمند آگاه بودند. نياز طبيعي بشر به آب، وضع جغرافيايي فلات ايران و کميابي اين مايع گرانبها ارزش آن را نزد ايرانيان دوچندان کرده بود.

آناهيتا ايزد آبها، يكي از بزرگ ايزدان پيش از زرتشت بوده است. آب در آيين زرتشت پاك است. و مظهر پاکي زرتشت از اهورامزدا درخواست مي کند که رودها را از آبي به ستگري شانه اسب

لبالب کرده و پيروان خويش مي آموزد که آلوده کردن آب به هر شكل و گونه اي اهريمن و خلاف دين است. هنوز هم آيين هايي  از ايزد آبها به ياد مانده که مي توان به مراسم بيل گرداني و جو ي  روبي در دامنه آتشكده کوه در تيمور محلات اشاره کرد.  سنگ نوشته ها و لوحهايي نيز از ايران باستان برجاي مانده که نشان مي دهد مردمان آن روزگار آبهاي زيرزميني را با کندن کاريزهاي دراز و بسيار عميق به روستاها و شهرهاي خود مي رسانده است

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آيا مي دانيد ... 
در مدت زمان كوتاهي كه اين جمله از نظر شما مي گذرد دو نفر به علت عدم دسترسي به منبع آب آشاميدني سالم و مطمئن در دنيا خواهند مرد. سازمان بهداشت جهاني اخيراً اعلام كرده است كه بطور متوسط 50 هزار نفر به دليل استفاده از آبهاي آلوده در جهان جان مي سپارند. اين درحالي است كه فشار بر منابع موجود هرساله افزايش مي يابد و وضعيت بدتر مي شود..
 
آيا مي دانيد ...  
همه ساله 500000 كيلومتر مكعب آب بصورت بخار وارد اتمسفر مي شود كه 86 درصد آن از درياها و 14 درصد از سطح خشكي ها تامين مي شود. اين بخار در چرخه هيدرولوژي تبديل به بارش مي شود.
 
آيا مي دانيد ...  
محققان مي گويند برخورد يك كوه يخي بزرگ به قطب جنوب موجب تغيير شكل نقشه اين قطب شده است.
 
آيا مي دانيد ...  
  سيل بزرگترين عامل خسارت در بين حوادث طبيعي است. ساير حواث طبيعي چون زلزله به علت فراواني كمتر در مجموع خسارت كمتري وارد مي كنند هرچند كه در هر واقعه ممكن است خسارت زيادي وارد نمايند.
 
آيا مي دانيد ...  
75درصد جرم اتمفسردر 10 كيلومتر ضخامت پائين جو قرار گرفته است.
 
ما در كدام لايه جو زندگي مي كنيم:  
 پائين ترين لايه جو كه در برگيرنده بيشترين جرم بوده و تبادلات   هيدرولوژيكي در آن انجام مي شود لايه تروپوسفر است. ضخامت اين لايه 11 كيلومتر مي باشد و بيشترين تغييرات اقليمي در َآن اتفاق مي افتد. از طرف قطب به سمت استوا به ضخامت اين لايه اضافه مي شود.
 
 
 آيا مي دانيد ...  
مدت زماني كه لازم است تا تمام آب اقيانوسها یك دور در چرخه هيدرولوژيكي بچرخد 3000 سال است. اين زمان براي يخهاي قطبي 8000 سال و براي آبهاي زير زميني 5000 سال مي باشد.
 
آيا مي دانيد ...  
چرا در ارتفاعات با آنكه به دليل كاهش فشار هوا مولكولها راحت تر مي توانند از سطح مايع تبخير شوند تبخير كمتر است؟ علت كاهش دماي هوا و افزايش رطوبت نسبي است.
 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب