عنوان پایان‌نامه

بهبود کیفیت شیمیایی و میکروبی آبهای آلوده با استفاده از فرآیند انعقاد الکتریکی



    دانشجو در تاریخ ۰۹ تیر ۱۳۹۲ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "بهبود کیفیت شیمیایی و میکروبی آبهای آلوده با استفاده از فرآیند انعقاد الکتریکی" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی‌ محیط‌ زیست‌ -آب وفاضلاب
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1014;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59108
    تاریخ دفاع
    ۰۹ تیر ۱۳۹۲
    دانشجو
    ربابه محمدی
    استاد راهنما
    بهنوش امین زاده گوهرریزی
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    فرایند انعقاد الکتریکی امروزه بطور گسترده ای برای حذف آلاینده های آب بکار می رود. هدف اصلی این تحقیق بررسی کارایی فرایند انعقاد الکتریکی در حذف جامدات محلول (سختی، نیترات، فسفات) وکاهش جمعیت میکروبی(کلی فرمها و باکتریهای هتروتروف) از آب زیرزمینی جهت مصارف آشامیدنی و صنعتی می باشد. پایلوت مورد استفاده در این آزمایش مخزنی با حجم مؤثر6/2 لیتر و با ابعاد 15× 20 ×10 سانتی متر بود. جهت انجام آزمایش از آب چاه پارکی واقع در جنوب تهران استفاده گردید. بازده حذف در متغیرهای تعداد الکترود 2 و 4 و6 عدد ، فاصله داخلی الکترود1و 5/2سانتی متر ، زمان انعقاد30 تا90 دقیقه، pH 5 تا10 و شدت جریان 1تا 4 آمپردرآرایشهای مختلف سری دو قطبی و تک قطبی و موازی در دو جنس الکترود آهن وآلومینیم تست گردید. درجنس آلومینیم بالاترین بازده حذف سختی کل، سختی کلسیم ، نیترات و جامدات محلول درتعداد4 الکترود با فاصله داخلی 5/2 سانتی متر مربوط به آرایش سری دو قطبی(5/75، 5/80،81و17%بترتیب) و بیشترین بازده حذف سختی منیزیم(92%) مربوط به آرایش سری تک قطبی بود. در جنس آهن نیز بالاترین بازده حذف سختی کل، کلسیم، نیترات و فسفات(57، 36،89 و100% بترتیب) مربوط به آرایش سری دو قطبی و بیشترین بازده حذف سختی منیزیم به آرایش سری تک قطبی(99%) تعلق گرفت. کاهش فاصله بین الکترودها عملکردهای مختلفی بنا بر جنس الکترود ، نوع آرایش و همچنین نوع آلاینده مورد نظر برای حذف داشت. اما در کل در آرایش های سری با کاهش فاصله داخلی الکترود بازده حذف افزایش ضمن اینکه با کاهش فاصله در تمام آرایشها مصرف انرژی و افزایش دما کاهش چشمگیری داشت. در آزمایش تعداد الکترود در جنس آلومینیم با افزایش تعداد الکترود از 2 به 4 عدد در آرایشهای مختلف بازده حذف افزایش یافت اما در افزایش تعداد 4 به 6 عدد کارایی حذف کاهش یافته یا ثابت ماند. همچنین با افزایش تعداد الکترود در جنس آهن از 2 به 6 عدد افزایش بازده حذف به بهای افزایش مصرف انرژی، افزایش مصرف الکترود و افزایش دما بدست آمد. افزایش زمان انعقاد الکتریکی از 30 تا 90 دقیقه نیز باعث بهبود بازده حذف پارامترها در هر دو جنس الکترود شد، ولی با درنظر گرفتن ملاحظات مصرف انرژی و افزایش دمای واکنش و عدم تفاوت چشمگیر بازده حذف بین زمان 60 و 90 دقیقه، زمان 60 دقیقه به عنوان زمان مناسب فرایند انتخاب شد. افزایش شدت جریان نیزدر هر دو جنس از 1 آمپر تا 4 آمپربازده حذف پارامترها را در قبال مصرف انرژی بیشتر و افزایش دمای بیشتر سیستم بهبود بخشید. در آزمایش اثر غلظت کلسیم و منیزیم نیز با افزایش غلظت بازده حذف پارامترها در هر دو جنس کاهش یافت. بازده حذف سختی در هر دو جنس با افزایش pH افزایش یافت ولی بیشترین بازده حذف نیترات و فسفات در pH خنثی بدست آمد (90و100% حذف نیترات و فسفات بترتیب درجنس آهن در7 pH= ،در جنس آلومینیم 61%حذف نیترات در7 pH= و 100%حذف فسفات در8 pH=). همچنین بازده حذف باکتریهای هتروتروف و کلی فرم در هر دو جنس و در تمام آرایشها درزمان 60 دقیقه بالای 90% نتیجه داد. در مجموع بابهینه کردن متغیرهای مختلف بهره برداری فرایند انعقاد الکتریکی می توان از این فرایند به عنوان یک تکنیک مطمئن و ساده در کاهش آلاینده های بیماری زا، سختی ، نیترات ،فسفات و جامدات محلول از آبهای زیرزمینی استفاده نمود. کلمات کلیدی آب زیرزمینی، انعقادالکتریکی، الکترود آلومینیم، الکترود آهن، سختی، نیترات، فسفات، کلیفرم، باکتری هتروتروف
    Abstract
    Todays, electrocoagulation process is used for removing contaminants from water widely. The main objective of this study is to evaluate the efficiency of electro coagulation process in dissolved solids removing (hardness, nitrate, and phosphate) and reducing microbial population (coliform and heterotrophic bacterias) of groundwater for drinking and industrial purposes. The consumed pilot was a Plexiglas tank with the effective volume of 2.6 L and dimension of 20*10*15 cm. to perform the experiments, the water was taken from a park in southern Tehran. Removal Efficiency were tested in different variables such as ( 2, 4, 6) number of electrodes, internal distance electrodes (1 and 2/5 cm), coagulation time( 30 to 90 minutes), PH( 5 to 10) and the current ( 1 to 4A MP) in different bipolar and monopolar series and parallel arrengment in both Iron and aluminium electrodes.In aluminum electrodes the highest removal efficiency of total hardness, calcium, nitrate and dissolved solids in 4-electrode with 5/2 cm distance belonged to monopolar series(5/75, 5/80, 81 and 17%, respectively), and maximum efficiency of Mg hardness ( 92%) belonged to monopolar series, respectively.so more, in iron electrodes the result showed highest removal efficiency for total hardness , calcium,nitrate and phosphate (57% ,89%, 36% and 100% respectively) in bipolar series and maximum Mg hardness removal in monopolar series (99%).Furthermore, maximum removal efficiency of nitrate and phosphate (89 and 100%, respectively) in Aluminium were seen in bipolar series arrangement. Reducing the distance between electrodes had different functions according to electrode materials, type of arrangement, and type of assumed pollutants but totally in bipolar iron, reducing the internal distance electrode increased efficiency and reduced energy consumption significantly and consequently reduced energy waste via reactor temperature rising. Also reducing interval distance electrodes in aluminum electrodes improved the efficiency of series arrengment, whereas in parallel arrangement it declined. In addition with reducing the distance in whole arrangements energy consumption and temperature rising reduce significantly . In number of electrodes experiments, increasing number of electrodes from 2 to 4 electrodes in different arrangement cause to increasing removal efficiency, but with increasing number of electrodes from 4 to 6 ,efficiency remain stable or decreased.. Furthermore, with increasing number of electrodes from 2 to 6 in Fe electrodes result in increasing the removal efficiency in spite of increasing energy consuming and temperature. Increasing electrocoagulation time from 30 to 90 minute improved parameters removal efficiency, but considering energy consumption and reaction temperature increasing either not significant removal efficiency between 60 and 90 minute, 60 minute time assumed as optimum process time in both materials. Increase the current density of 1 A to 4 improved parameters removal against higher energy consuming and increasing more systems temperature. In concentration experiments, with increasing concentrations of calcium and magnesium in both materials decreasing efficiency parameters were seen.With pH increase, the rate of hardness removal increase in both materials. However Maximum removal efficiency of nitrate and phosphate achieved in PH neutral, respectively (90% and 100% removal respectively in Fe electrodes in PH=7, 61% nitrate removal in 7 PH , 100% removal of phosphate in PH=8 in Aluminium electrodes. Heterotroph and coliform bacteria removal efficiency in both material and all arrangement resulted 90% in 60 times as well. Totally, with optimizing different operating variables this process can be suggest as a safe and simple technique for reducing pathogenic contaminants, hardness, nitrate, phosphate and dissolved solids of ground waters. Keywords:Groundwater,Electrocoagulation,Hardness,Nitrate,Phosphate,Coliforms, Hetrotroph bacteria