به کارگیری فرآیند کاویتاسیون هیدرودینامیکی به منظور حذف رنگزا و بهینه سازی بر مبنای میزان انرژی مصرفی
Publish place: Environmental Sciences، Vol: 16، Issue: 3
Publish Year: 1397
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 266
This Paper With 16 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_SCJS-16-3_007
تاریخ نمایه سازی: 9 آبان 1400
Abstract:
سابقه و هدف: بسیاری از آلاینده های موجود در فاضلاب های صنعتی از قبیل رنگزاها به دلیل ماهیت پیچیده و مقاومشان به راحتی به وسیله فرآیندهای متداول تصفیه فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی قابل حذف نمی باشند. بنابراین دستیابی به یک فناوری تصفیه موثر که بتواند مولکول های مقاوم را بطور کامل تجزیه کرده و یا به مولکول های کوچکتر قابل تجزیه با فرآیندهای مرسوم تبدیل کند، امری ضروری به نظر می رسد. کاویتاسیون چنین تکنیک امروزیای است که به دلیل قابلیت تولید رادیکال های آزاد با فعالیت بالا، به منظور شکست ترکیب های شیمیایی آلی و تجزیه آلاینده های مقاوم به تجزیه بیولوژیکی، مورد بررسی قرار گرفته است. کاویتاسیون هیدرودینامیکی، توانایی به کارگیری در مقیاس بزرگتر به دلیل قابلیت تولید رادیکال های هیدروکسیل در شرایط محیطی با هزینه پایین تر در جهت به کارگیری اقتصادی تر را دارا است. هدف از این پژوهش به کارگیری کاویتاسیون هیدرودینامیکی به منظور تجزیه رنگزای راکتیو مشکی ۵ و بهینه سازی پارامترهای موثر بر فرآیند (pH، فشار ورودی، قطر روزنه و غلظت رنگزا) با توجه به میزان راندمان و انرژی مصرفی بود. مواد و روش ها: در این پژوهش تجزیه رنگزای راکتیو مشکی ۵ به وسیله کاویتاسیون هیدرودینامیکی مورد بررسی قرار گرفت. ۲۵/۸ لیتر محلول رنگی در هر تست مورد آزمایش قرار گرفت. کاویتاسیون از طریق به کارگیری پمپ و صفحه روزنه دار تولید شد. به منظور بهینه سازی فرآیند، آزمایش های مختلف در pHهای ۳ الی ۱۱ و نیز با به کارگیری صفحه های با قطر روزنه مختلف ۲، ۳، ۵ و ۷ میلیمتر در فشارهای ۲، ۳، ۴ و ۵ بار و غلظت های رنگزای ۳۰، ۵۰ و ۱۰۰ میلی گرم بر لیتر انجام گرفت. با توجه به ولتاژ ثابت برق شهری، جریان الکتریکی به عنوان شاخصی برای انرژی مصرفی به وسیله آمپرمتر مورد اندازه گیری قرار گرفت. نتایج و بحث: با توجه به نتایج با کاهش pH، میزان رنگبری افزایش یافت و صفحه های روزنه دار با قطر روزنه بزرگتر در فشارهای بالاتر راندمان بهتری داشتند. مشاهده گردید که افزایش غلظت اولیه رنگ، سبب کاهش راندمان حذف شد. صفحه با روزنه ۷ میلیمتر در فشار ورودی ۵ بار، بیشترین بازده را به دست داد ولی با در نظر گرفتن میزان انرژی مصرفی و با توجه به میزان بازده فرآیند به میزان مصرف انرژی، صفحه با قطر روزنه ۷ میلیمتر و فشار ورودی ۴ بار به عنوان بهینه انتخاب شد. pH برابر با ۳، صفحه با روزنه به قطر ۷ میلیمتر در فشار ورودی ۴ بار و غلظت اولیه رنگزا برابر با ۳۰ میلی گرم بر لیتر (با توجه به میزان انرژی مصرفی پمپ از طریق اندازه گیری جریان الکتریکی و راندمان فرآیند) به عنوان شرایط بهینه در نظر گرفته شد. در این شرایط پس از ۱۲۰ دقیقه، میزان رنگبری برابر با ۲۱/۳۸ درصد به وسیله کاویتاسیون هیدرودینامیکی به دست آمد. نتیجه گیری: کاویتاسیون هیدرودینامیکی، توانایی به کارگیری در مقیاس بزرگتر به دلیل قابلیت تولید رادیکال های هیدروکسیل در شرایط محیطی را دارا است. مشخص شد که میزان مصرف انرژی عاملی تاثیر گذار در انتخاب شرایط بهینه بود. با کاهش غلظت اولیه رنگزا و pH، میزان حذف رنگ افزایش یافت و صفحه های روزنه دار با قطر روزنه بزرگتر در فشارهای بالاتر راندمان بهتری داشتند.
Keywords:
Authors
پویا ارباب
گروه مهندسی عمران- محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
بیتا آیتی
گروه مهندسی عمران- محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
محمدرضا انصاری
گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :