پیشینه تحقیق نانو فناوری و تصفیه آب و روش های مختلف تصفیه پساب دارای ۴۶ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱-۱- فناوری ‌نانو    ۵
۱-۲- اهمیت تصفیه آب    ۶
۱-۲-۱- نانو فناوری و تصفیه آب    ۷
۱-۳- روش های مختلف تصفیه پساب    ۹
۱-۳-۱- تصفیه بیولوژیکی    ۱۰
۱-۳-۲- تجزیه گرمایی    ۱۱
۱-۳-۳- جذب و دفع    ۱۱
۱-۳-۳-۱-  شناورسازی با هوا    ۱۲
۱-۳-۳-۲- کربن فعال    ۱۲
۱-۳-۳-۲-۱- تصفیه با کربن فعال دانه ای(GAC)    ۱۳
۱-۳-۳-۲-۲- تصفیه با کربن فعال پودری (PAC)    ۱۳
۱-۳-۳-۲-۳-  بازیابی کربن فعال    ۱۳
۱-۳-۴- فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته    ۱۴
۱-۳-۴-۱- فوتوکاتالیست    ۱۶
۱-۴- روش های سنتز    ۱۹
۱-۴-۱- روش سل- ژل    ۱۹
۱-۴-۱-۱-انواع فرایند سل- ژل    ۲۱
۱-۴-۱-۱-۱- مسیر الکوکسیدی    ۲۱
۱-۴-۱-۱-۲- مسیر کلوئیدی    ۲۲
۱-۴-۱-۲- مراحل فرآیند سل- ژل    ۲۳
۱-۴-۲- روش هیدروترمال    ۲۳
۱-۵- فنول و ویژگیهای آن    ۲۴
۲ -مروری بر تحقیقات انجام شده    ۲۷
۳-۱- تصفیه پساب و اهمیت آن    ۳۵
۳-۱-۱-۱- فرآیند فوتوکاتالیستی مستقیم    ۴۰
۳-۱-۱-۱-۱- فرآیند فوتوکاتالیستی همگن- فرآیند لانگمیر- هینشلوود    ۴۰
۳-۱-۱-۱-۲- فرآیند الای- رایدیل    ۴۱
۳-۱-۱-۲- فرآیند فوتوکاتالیستی غیر مستقیم    ۴۱
۶- فهرست منابع    ۴۳

منابع

[۱] Charles P. Poole, Frank J. Owens. (2003). Introduction to nanotechnology. USA: A Wiley-Interscience publication.

[۲] Hans-Eckhardt Schaefer. (2010). Nanoscience, The Science of the Small in Physics Engineering, Chemistry, Biologyand Medicine. London, New York: Springer Heidelberg Dordrecht.

[۳]Legrini, O, Oliveros, E. Braun, A.M., (1993) . ” Photochemical processes for water treatment”, J. Chem. Rev., vol.  ۹۳, ۶۷۱٫-۶۹۸٫

[۴]Ewis B., S.J.Ergas,  D.P.Y.Change, E.D.Schroeder. (1998). Bioremediation Principles. New York: Mc Graw-Hill International.

[۵]Matsa,T., Nishi,T. (2000). “Activated carbon filter treatment of laundry waste water in nuclear power plants and filter recovery by heating vacuum“. J. Carbon, vol. 38, 709-714.

[۶]Glaze, W.H., Kang, J.W, Chapin, D.H.,(1987). “The chemistry of water treatment”  processes involving ozone, hydrogen peroxide and ultraviolet radiation. Eng., vol.  ۹, ۳۳۴-۳. J. Ozone Sci

Solubility [7]Data Series.(1985). “International Union of Pure and Applied” .  Vol.20 ,Pergamon Press, Oxford.

[۸] H. Stephen, T. Stephan. (1963). Solubilities of Organic and Inorganic Compounds. NewYork: MacMillan.

[۹]  Z. Guo, R. Ma, G. Li. (2006). “ Degradation of phenol by nanomaterial TiO2 in wastewater.” Chemical Engineering Journal vol 119 -55–۵۹٫

[۱۰] S.M. Borghei, S.H.Hosseini. (2004). “The treatment of phenolicwastewater using amoving bed biofilm reactor.”, Process. Biochem vol  ۳۹ ۱۱۷۷٫

[۱۱] R. Qadeer, A.H. Rehan. (2002).  “A study of the adsorption of phenol by activated carbon from aqueous solutions.”, Turk. J. Chem.vol  ۲۶ ۳۵۷٫

[۱۲] M. Akcay, G. Akcay. (2004). “ The removal of phenolic compounds from aqueous solutions by organophilic bentonite.”, J. Hazard. Mater. vol B133  ۱۸۹٫

[۱۳] M. Palma, J.L. Paiva, M. Zilic. (2007).  “ A. Converti, Batch phenol removal from methyl isobutyl ketone by liquid-liquid extraction with chemical reaction.” Chem. Eng. Process. vol  ۴۶ ۷۶۴٫

[۱۴] S.H. Lin, C.L. Pan, H.G. Leu. (1999). “ Liquidmembrane extraction of 2-chlorophenol from aqueous solution.” , J. Hazard. Mater. Vol  B65  ۲۸۹٫

[۱۵] P. Li,M. Takahashi, K. Chiba. (2009). “ Degradation of phenol by the collapse ofmicrobubbles.” , Chemosphere.  Vol  ۷۵  ۱۳۷۱٫

[۱۶] A.Xu,M. Yang,H.Du, C. Sun. (2007). “ Rectorite as catalyst forwet air oxidation of phenol.”, Appl. Clay Sci. vol  ۴۳ ۴۳۵٫

[۱۷] X. Qu, J. Zheng, Y. Zhang. (2009). “ Catalytic ozonation of phenolicwastewaterwith activated carbon fiber in a fluid bed reactor.” , J. Colloid. Interface Sci. vol 309 429.

[۱۸] V. Brezova, A. Blazkova. (1997). “ Phenol decomposition using Mn+/TiO2 photocatalysts supported by the sol–gel technique on glass fibres.”. J. Photochem. Photobiol. A . vol 109 177.

۱-۱- فناوری ‌نانو

فناوری نانو، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم­های جدید با در دست گرفتن کنترل در سطح مولکولی و اتمی و استفاده از خواص آن­ها در مقیاس نانو می­باشد. علم نانو، عبارت است از مطالعه و پژوهش وسایل و ساختار هایی که در کوچکترین واحد دیمانسیون( ۱۰۰ ) نانومتر یا کوچکتر وجود دارند. از تعاریف فوق بر می­آید که فناوری ‌نانو یک رشته نیست بلکه رویکردی جدید در تمامی رشته هاست. برای فناوری ‌نانو کاربردهایی را درحوزه­های مختلف ازجمله غذا، دارو، تشخیص پزشکی و فناوری­زیستی  تا الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، حمل ونقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوا و فضا و امنیت ملی بر شمرده­اند.کاربرد های وسیع این عرصه و پیامد های اجتماعی سیاسی و حقوقی آن، این فناوری را به عنوان زمینه فرارشته ای و فرابخشی مطرح نموده است.

اولین جرقه فناوری نانو درسال ۱۹۵۹زده شد(البته در آن زمان هنوز به این نام شناخته نشده بود). در این سال ریچارد فاینمن طی یک سخنرانی با عنوان «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» ایده فناوری نانو را مطرح ساخت. وی این نظریه را ارائه داد که در آینده‌ای نزدیک می‌توانیم مولکول‌ها و اتم‌ها را به صورت مستقیم دست­کاری کنیم. واژه فناوری نانو اولین بار توسط نوریوتاینگوچی استاد دانشگاه علوم توکیو درسال ۱۹۷۴ بر زبان­ها جاری شد. او این واژه را برای توصیف ساخت مواد(وسایل) دقیقی که تلورانس ابعادی آن­ها در حد نانومتر می‌باشد، به کار برد. در سال ۱۹۸۶ این واژه توسط کی­اریک درکسلر[۱] در کتابی تحت عنوان «موتور آفرینش: آغاز دوران فناوری‌نانو» بازآفرینی و تعریف مجدد شد. وی این واژه را به شکل عمیق‌تری در رساله دکترای خود مورد بررسی قرار داده و بعدها آن ­را در کتابی تحت عنوان «نانوسیستم‌ها ماشین‌های مولکولی، چگونگی ساخت و محاسبات آن­ها» توسعه داد. هدف فناوری نانو تولید مولکولی یا ساخت اتم به اتم و مولکول به مولکول مواد و ماشین‌ها توسط بازوهای روبات برنامه‌ریزی شده در مقیاس نانومتری است]۲،۱[.

۱-۲- اهمیت تصفیه آب

افزایش جمعیت جهان وکاهش منابع آب آشامیدنی، نگرانی­هایی را درباره تأمین آب آشامیدنی مورد نیاز کشورهای مختلف در سراسر جهان به وجود آورده و کمبود آب که در نتیجه افزایش آلودگی های زیست محیطی شدت پیدا می کند، سبب شده تا تأمین آب بهداشتی مورد نیاز مردم به یکی از مشکلات اساسی جهان امروز تبدیل شود. امراض ناشی از آلودگی منابع آب، روزانه سبب کشته شدن هزاران و شاید ده ها هزار نفر از مردم جهان می شود، این در حالی است که امکان بازیافت آب دسترسی به یک منبع مناسب برای مصارف گوناگون را فراهم خواهد آورد . اخیراً با ورود فناوری های نوین از قبیل زیست فناوری و نانو فناوری، مواد و راهکارهای جدیدی برای تصفیه آب و فاضلاب های صنعتی و کشاورزی معرفی شده و یا می شوند. استفاده از فیلترهای نانومتری، تحول عظیمی را در بازیافت و استفاده مجدد از منابع آب ایجاد کرده کاربردهای فناوری­نانو در این خصوص عبارتند از : نانو سنسورها، نانو فیلترها، نانو فتوکاتالیست ها، مواد نانو حفره ای، نانو ذرات، توانایی های این فناوری­ها در تصفیه آب با توجه به انواع آلودگی های نقاط مختلف ایران مورد ارزیابی قرار گرفته است.

محققان به دنبال توسعه روش منحصر به فردی برای تصفیه فاضلاب هستند که بدون استفاده از مواد شیمیایی گران­قیمت، کیفیت آب را در مقایسه با روش هایی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند، به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد . آخرین مرحله تصفیه آب، حذف موجودات زنده بسیار ریز است که در حال حاضر از کلر به عنوان ماده ضدعفونی کننده استفاده می شود. اما در این صورت حتی پس از تصفیه نیز ترکیبات آلی زیادی در آب وجود خواهد داشت. کلر موجودات زنده ریز را از آب حذف می کند. اما با آلاینده های آلی واکنش می دهد و محصولات جانبی تجزیه ناپذیر و سمی تولید می کند که نمی توان آنها را از آب حذف کرد. انتقال این مواد به محیط زیست و استفاده از آنها در کشاورزی وصنایع دیگر می­تواند مشکلات بهداشتی خطرناکی ایجاد کند.

تصفیه فاضلاب به کمک نانو­کاتالیزور نوری می تواند جایگزین سومین مرحله تصفیه یعنی ضدعفونی با کلر شود تا موجودات زنده و ترکیبات آلی را به طور همزمان حذف و فاضلاب را به یک منبع آب مناسب تبدیل کند. به طور طبیعی موجودات زنده ریز، ترکیبات آلی بزرگ را به ذرات کوچک تری تبدیل می کنند. اما از آن­جاکه این ترکیبات از نظر زیستی تجزیه ناپذیرند برای تجزیه آنها باید از نوعی انرژی بهره برد. این انرژی از اشعه فرابنفش نور خورشید تأمین شده و به همراه کاتالیزورهای نوری مورد استفاده قرارمی­گیرد. انرژی آزاده شده از واکنش سلول کاتالیزور نوری می تواند موجودات زنده ریز را از میان برده و ترکیبات تجزیه ناپذیر را تجزیه کند. این فرآیند به دلیل امکان استفاده مجدد از کاتالیزورهای نوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. ذرات کاتالیزوری یا بصورت همگن در محلول پراکنده می­شوند یا به صورت ساختارهای غشایی رسوب داده شده هستندکه تجزیه شیمیایی آلاینده­ها را امکان پذیر می کنند.

اثر افزودن فلزات مختلف در بهبود فعالیت کاتالیزوری شناخته شده و دانشمندان از آن در حذف تری‌کلرواتیلن[۲] از آب‌های زیرزمینی استفاده کرده‌اند. تحقیقات مرکز فناوری‌نانوی زیست‌ محیطی[۳] دانشگاه‌ رایس نشان می‌دهد نانوذرات طلا و پالادیم، کاتالیست‌هایی بسیار مؤثر برای حذف آلودگی‌TCE از آب هستند. مزیت‌های حذف TCE با پالادیم به خوبی مشخص است ولی این روش تا حدودی پرهزینه است.

۱-۲-۱- نانو فناوری و تصفیه آب

با به کارگیری فناوری‌نانو می‌توان تعداد اتم‌های در تماس با مولکول‌های TCEو در نتیجه کارایی این کاتالیست را چندین برابر کاتالیست‌های رایج افزایش داد. محققان دانشگاه رایس روش جدیدی را توسعه داده‌اند که طی آن نانوبلورهای تیتانیوم با سطح ویژه بالا (بیش از  m²/g 250) برای حذف آروماتیک‌های آلی تولید می‌شوند. این مواد تحت تابش اشعه فرابنفش، قابلیت اکسیداسیون نوری بسیاری از مولکول‌ها را پیدا می‌کنند. همچنین C₆₀ کاتالیزور نوری بسیار خوبی است که کارایی آن صدها برابر بیش از تیتانیای موجود در بازار است. تولید رادیکال آزاد به وسیله C₆₀ متراکم در آب، امکان تجزیه آلاینده‌ها را فراهم می‌کند.

با توجه به کاربردها و قابلیت های فناوری­نانو در صنعت آب و فاضلاب بسیاری از شرکت­ها از این فناوری در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می کنند و به همین دلیل امروزه استفاده از محصولات و تولیدات بر پایه فناوری­نانو افزایش یافته است. این محصولات اغلب شامل نانو فیلترها و انواع حسگرهایی است که به منظور تشخیص مواد و ذرات موجود در آب مورد استفاده قرار می گیرند.

دیر زمانی نیست که یکی از اهداف مهم و اصلی در قانون تأسیس شرکت­ها و کارخانجات صنعتی در ایران حفظ محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن تعیین شده است. به موجب این قانون کارخانجات صنعتی می بایست نظارت و دقت مضاعفی در خصوص جلوگیری از تخریب محیط زیست به هر نحو به عمل آورند. در غیر این صورت با برخوردهای جدی و شدیدی از سوی سازمان حفاظت از محیط زیست روبرو خواهند شد.

در دهه های گذشته تعاریف جدیدی از توسعه یافتگی و پایداری در فرآیند توسعه در کتب و محافل علمی و سیاسی مشاهده می شود. یکی از نگرش های جدید توسعه یافتگی و یکی از ارکان مهم توسعهً پایدار در کشورهای مدعی، برخورد با آثار سوء مسایل زیست محیطی می باشد که پیگیری جدی در جهت جلوگیری از بروز آن، به فرهنگ و نگرش دولت ها در خصوص ارزش نهادن به فرهنگ والای انسانی بستگی دارد.

در دو دههً گذشته در کشور عزیز ما، ایران نیز به حفظ محیط زیست و جلوگیری از تخریب آن توجه زیادی شده است. ایران نیز مانند دیگر کشورهای جهان متعهد گردیده که درجهت حفظ محیط زیست به طور جدی تلاش و این کره خاکی را برای نسل­های آینده حفظ نماید. از جمله­ی این تعهدات حفظ منابع آبی و احداث تصفیه خانه فاضلاب برای تصفیه آبهای آلوده می باشد. آلودگی آب علاوه براین­که باعث نشر بسیاری از بیماری­های مختلف می شود، سلامت و کیفیت منابع محدود آب تمیز را نیز تحت تأثیر قرار داده و در بلند مدت صدمات زیادی را بر پیکره توسعه­ی اقتصادی و اجتماعی جامعه وارد می سازد. از این جهت بازیافت فاضلاب­ها و پساب­های صنعتی، بخصوص در کشورهایی که دچار کم آبی یا بی آبی هستند، اهمیت خاصی پیدا نموده و این روش در حال حاضر در ایران نیز مورد توجه قرار گرفته و بسیاری از صنایع کشور در بازیافت پساب­های صنعتی به منظور افزایش تولید و ایجاد شرایط و فضای توسعه اقدام می نمایند.

آب مهم ترین ماده شیمیایی موجود در جهان می باشد. در مورد اهمیت آن می توان به این جمله بسنده کرد که خداوند در قرآن فرموده- از آب هر چیزی را زنده گردانیده ایم[۴] – امروزه بعلت رشد فزآینده جمعیت، محدود بودن منابع آب تجدید شونده، کاهش سطح آب سفره­های زیرزمینی و پیش­روی آب­های شور دریاها دراین سفره­ها، افزایش سرعت فرآیند صنعتی شدن کشورها و تغییر شیمیایی پساب­ها بر اثر ورود مواد شیمیایی کارخانه ها به داخل آب­های سطحی، گرم شدن کره زمین وخشک­سالی، نیاز به آب برای مصارف کشاورزی وتولید انرژی وبسیاری از دلایل دیگر، بهینه سازی مصرف آب، بازیافت وتصفیه پساب­ها و توسعه فرآیندهای تصفیه فاضلاب اهمیت روز افزونی یافته است.

امروزه سلامتی بشر و محیط زیست در معرض خطر انواع مختلفی از آلاینده ها قرار دارد. با پیشرفت تکنولوژی در زندگی روزمره با مواد سمی ناشی از اگزوز ماشین ها، فرمالدهید، بنزن، انواع قارچ ها و مانند آن روبرو هستیم. آمار و ارقام نشان می دهد که تنها در چین سالانه بالای صدهزار نفر به دلیل آلودگی مکان­های سرپوشیده جان خود را از دست می دهند. بررسی۲۰۰ اتومبیل جدید نشان داد که۹۰ درصد این محصولات دارای گازهای خروجی بسیار سمی و مرگبار هستند. بنابراین پیدا کردن راهکاری برای پالایش محیط زیست، هدفی است که بسیاری از دانشمندان در سراسر جهان برای رسیدن به آن تلاش می کنند. در این میان، فناوری جدیدی با عنوان فتوکاتالیست[۵] مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. واژه فتوکاتالیست در اصل به معنی شتاب بخشیدن به یک واکنش فوتونی توسط کاتالیست است. به طوردقیق تر، کاتالیست در شرایط تهییج شده یا عادی خود از طریق میان­کنش با مواد واکنش­گر یا محصولات اولیه، واکنش فوتونی را تسریع خواهد کرد. کاتالیست­ها انواع مختلف دارند. بهترین راه برای تمیز کردن آبهای آلوده استفاده از کاتالیستی است که برای تعداد زیادی از آلاینده ها کاربرد داشته باشد.

۱-۳- روش های مختلف تصفیه پساب

در دوهه اخیر، تحقیقات گسترده­ای در زمینه حفاظت از محیط زیست با توجه به اهمیت این موضوع در نزد مسئولان سیاسی و دولتی و همچنین قوانین سختگیرانه جهانی تمهیدات و استانداردهای خاصی در این زمینه ، صورت گرفته است]۳[.

باتوجه به اهمیت ذکر شده، انجام و پیاده سازی استانداردهای تدوین شده برای کاهش و حذف آلاینده های سمی که بر روی جو و موجودات زنده اثر سوء دارند و باعث آلودگی محیط زیست می شوند، به صورت ویژه انجام شده است. برای حذف و کاهش آلاینده های زیست محیطی روش­های فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی، اکسیداسیون و… به صورت مجزا و ترکیبی صورت گرفته است. مهم­ترین این روش­ها به اختصار و روش اکسیداسیون پیشرفته با ذکر جزئیات بیشتر در زیر توضیح داده شده است.

[۱] Key Erick Drexler

۱TCE= Three Choloro Ethylen

۲  CBEN

۱ قرآن کریم سوره ۲۱ آیه ۳۰

۲  Photocatalyst

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.