عنوان پایان‌نامه
بررسی تخریب الاینده های موجود در شیرابه های فاضلاب با استفاده از تکنولوژی های هیدروترمال و آب فوق بحرانی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1741.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75052;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1741.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75052
- تاریخ دفاع
- ۲۸ اردیبهشت ۱۳۹۵
- دانشجو
- رضا حسنوندیان
- استاد راهنما
- امید توکلی
- چکیده
- با توجه به ویژگی¬های آب در شرایط فوق بحرانی، بخصوص ضریب دی الکتریک (شاخص قطبیت) و ضریب یونیزاسیون (شاخص واکنش هیدرولیز) عمل شکسته شدن ترکیبات آلی موجود به مولکول¬های کوچکتر و بی خطر در زمان ماند کم، اتفاق می‌افتد. در این پروژه، تصفیه شیرابه در بازه دمایی °C 435-265 ، بازه زمانی 60-10 دقیقه در فشار ثابت MPa 25 مورد بررسی قرار گرفت. همه آزمایش¬ها در غلظت¬های خام، و رقت¬های 2/1 و 3/1 تکرار شدند. بهترین راندمان حذف COD در ناحیه فوق بحرانی برای شیرابه خام برابر با 64 % بود. اثر کاتالیست¬های همگن و ناهمگن در راندمان حذف COD و BOD و بهبود شرایط عملیاتی مورد بررسی قرار گرفت. بهترین راندمان حذف با استفاده از کاتالیست همگن CuSO4 در شرایط فوق بحرانی و در غلظت 05/0 مولار در زمان واکنش بهینه 35 دقیقه و دمای بهینه °C 400 بدست آمد که برای COD و BOD به ترتیب برابر با 78% و 73% بود. نتایج حاصل از کاتالیست¬های ناهمگن CuO و MnO2 نشان دهنده افزایش راندمان حذف توسط افزایش پارامترهای دما و زمان و مقدار کاتالیست بود. تاثیر دما، زمان واکنش و غلظت کاتالیست بر روی COD و BOD، با طراحی آزمایش مرکب مرکزی (CCD) تحت روش پاسخ سطح (RSM) روابط وابستگی به این پارامترها تشریح گردید. با استفاده از کاتالیست¬های CuO و Mno2 بهترین راندمان حذف COD به ترتیب 86% و %81 و بهترین راندمان حذف BOD برابر %78 و 72% در شرایط فوق بحرانی °C 435 ، 35 دقیقه و 5% وزنی مقدار کاتالیست بدست آمد که گویای عملکرد موثر کاتالیست¬های ناهمگن می¬باشد. در نهایت نتایج حاصل نشان می¬دهد که فناوری آب زیر بحرانی و فوق بحرانی نقش بسیار مهمی در تصفیه شیرابه دارد.
- Abstract
- Due to the dielectric and ionization coefficient of water in high temperature and pressure, organic components break into lighter hydrocarbons, in low residence time. In the present work, landfill leachate treatment is investigated in temperature and reaction time range between 265-435 °C and 10-60 minutes respectively, at constant pressure of 25 MPa. All experiments are also repeated for solutions that are diluted to 1/2 and 1/3 of total concentration. The highest COD decrease of 64% is experimentally observed for non-diluted solution. The influence of various homogenous and heterogeneous catalysts on decrease in COD and BOD, along with optimization of operation parameters are also investigated. The highest COD and BOD decrease of 78% and 73% are observed at concentration of 0.05 M and reaction time of 35 minutes, respectively by using homogeneous catalyst of CuSO4. The experimental results from study on the heterogeneous catalysts, CuO and MnO2 showed that by rising temperature as well as the reaction time and the concentration of catalyst, COD and BOD decrease. Effects of temperature, reaction time and catalyst concentration on COD and BOD are investigated by using design of experiment method based on RSM method. By using CuO and MnO2 (both are heterogeneous catalysts), the best decrease of COD were 86% and 81% respectively and the best decrease of BOD were 78% and 72% respectively, at 430 °C (supercritical water), during 5 minutes reaction time, with 5% catalyst content, which showed the good performance of the catalysts. Finally, it is observed from the outcomes that the application of the subcritical and supercritical water can plays a pivotal role in landfill leachate treatments.
