عنوان پایان‌نامه
حذف کل کربن آلی (TOC) از آب رودخانه کرج توسط نانوذرات اکسید روی
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1039;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59749
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- سحر زینلی
- استاد راهنما
- غلامرضا نبی بیدهندی, مجید بغدادی
- چکیده
- چکیده آب مهمترین منبع طبیعی در جهان است، به طوری که بدون آب حیات وجود ندارد و اکثر صنایع نیز قادر به ادامه کار نخواهد بود. منابع طبیعی آب محدود هستند و لزوم حفاظت از منابع و تامین آب شرب امری ضروری است. با توجه به تاثیر منفی مواد آلی بر کیفیت آب آشامیدنی، لازم است که این مواد خطرناک از آب آشامیدنی حذف شوند. مواد آلی در آب از سه منبع سرچشمه میگیرد: تجزیه و تخریب مواد آلی طبیعی در آب، فعالیتهای شهری و کشاورزی و بالاخره فرآوردههای ناشی از واکنشهایی که به هنگام تصفیه، انتقال و گندزدایی آب اتفاق میافتد. در مورد اول میتوان به مواردی مانند اسیدهای هیومیک، هیدروکربنهای آروماتیک و آلیفاتیک با منشا نفتی و بقایای میکروارگانیسمها اشاره کرد. در این میان مواد هیومیک از اهمیت ویژهای برخوردارند چرا که به عنوان پیشساز در تشکیل تریهالومتان ها و دیگر مواد آلی هالوژنه که در اثر اکسید شدن طی فرآیند کلرزنی ایجاد می شوند، نقش دارند. کل کربن آلی (TOC) یکی از شاخص‌های مستقیم و قابل اطمینان برای توصیف آلودگی‌های آلی در آب است و به طور گسترده‌‌ای مورد استفاده قرار میگیرد. بالاخص TOC برای ارزیابی کیفیت محیط زیست سیستم های آبزی، شناسایی عوامل کشنده، تایید منابع آلودگی محیط‌زیست و نظارت و ارزیابی آلی میکروآلودگی آب آشامیدنی به کار می‌رود. در این تحقیق حذف فتوکاتالیستی کل کربن آلی توسط نانوذرات اکسید روی از آب رودخانه کرج مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا از سه منبع نور لامپ UV-A، UV-C و نور خورشید استفاده کردیم. بدین منظور نانوذرات اکسید روی به روش حرارتی بر روی بستر شیشه ای تثبیت شده و این شیشه ها در کف یک راکتور قرار گرفت. سپس تاثیر هر یک از عوامل مانند میزان نانوذره تثبیت شده بر روی بستر شیشهای، pH، دما، زمان ماند، اکسیژن محلول و غلظت اولیه TOC تعیین شد. نتایج نشان داد بهترین میزان نانوذرات برای تثبیت بر روی صفحات شیشهای mg/cm23/1 است. بهترین pH همان pH در ناحیه خنثی است و افزایش دما باعث افزایش راندمان حذف میشود. همچنین افزایش اکسیژن محلول تاثیر مستقیم بر افزایش راندمان دارد. با بررسی میزان حذف TOC در زمانهای مختلف به این نتیجه رسیدیم که سینتیک واکنش از نوع درجه صفر میباشد. همچنین راندمان حذف با افزایش غلظت TOC کاهش خواهد یافت. پس از انجام عملیات حذف TOC از آب رودخانه به این نتیجه رسیدیم که حضور یونهایی چون کلسیم، سولفات و کلراید راندمان حذف را کاهش میدهند. در نهایت شرایط حذف را زیر نور خورشید بررسی کردیم و به نتایج نسبتا رضایت بخشی رسیدیم. کلمات کلیدی: TOC، فتوکاتالیست، ZnO و لامپ UV.
- Abstract
- Abstract Water is an important natural resource in the world, so that there is no life without water and most industries will not be able to continue working. Limited water resources and conservation of water supply is essential. According to the negative effect of organic materials on water quality, it is necessary to remove the hazardous materials from water. Organic substances in water come from three sources: the degradation of natural organic matter in water, urban and agricultural activities and products of reactions that eventually when the filtration and disinfection of water transfers occur. For first case, we can include humic acids, aliphatic and aromatic hydrocarbons of petroleum origin, microorganisms and debris. The humic material quite important because as a precursor in the formation of trihalomethanes and other halogenated organic compounds that are generated due to oxidation during the chlorination process are involved. Total organic carbon (TOC) is one of direct and reliable parameters to describe organic contaminants in water, and widely used. TOC particularly used to assess the environmental quality of aquatic systems, the identification of killer agents, certified organic pollution and environmental monitoring and assessment of water micropollutant. The study of photocatalytic removal of organic carbon from Karaj river water by ZnO nanoparticles has been studied. In this regard, we used UV-A, UV-C lamps and the sun light. The zinc oxide nanoparticles stabilized by heat treatment on the glass substrate and the glass was placed in the bottom of the reactor. Then each of the factors such as the nanoparticle-stabilized glass substrate, pH, temperature, residence time, dissolved oxygen and initial concentration of TOC was determined. The results show that the best rate to stabilize nanoparticles on glass plates is 1.3 mg/cm. The best pH is neutral pH and removal efficiency increase with increasing temperature. It also increases the dissolved oxygen has a direct impact on efficiency. With review of the rate of TOC removal at different times, we find that the kinetics of the reaction is zero. The TOC removal efficiency will decrease with increasing concentration. After removal of TOC from river the conclusion that the presence ions such as calcium, chloride and sulfate reduce efficiency. Finally, we investigate remove conditions under the sun light and got the relatively satisfying results. Keywords: TOC, Photocatalyst, ZnO and lamp UV.
