پژوهشگر

همکاران پژوهشگر

چکیده پژوهش

مقادیر بالایی از موادآلی، معدنی و ترکیبات سمی شیرابه خطرات زیست محیطی ایجاد می کند. هدف از این پژوهش، ارزیابی فرایند انعقاد ولخته سازی با فرات سدیم و اولتراسونیک برای حذف COD و رنگ شیرابه خام زباله های شهرکرد است. غلظتهای متفاوت فرات سدیم به نمونه های واقعی شیرابه خام جمع آوری شده از ماشین های جمع آوری زباله،اضافه گردید. اما بدلیل وجود رنگ و کدورت بالا، میزان رنگ قابل قرائت نخواهد بود. لذا شیرابه 1 به 100رقیق گردید. به دلیل فاکتورهای موثردر فرایند pH، زمان اولتراسونیک( 30،15و45 دقیقه) و دوز ماده منعقد کننده(فرات سدیم از 1 تا 150 گرم بر لیتر) کارایی حذف COD و رنگ با استفاده از نرم افزارSPSS و آزمون تجزیه واریانس و مقایسه میانگین مورد آنالیز قرار گرفتند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که در pH بهینه5/5 راندمان حذف COD و رنگ در فرایند اولتراسونیک با فرات سدیم به همراه انعقاد در زمان 30 دقیقه به ترتیب در غلظتg/l 60، 57/90 و 72/87 درصد، غلظت g/l 90، 83/74 و 7/80 درصد و غلظتg/l 120، در زمان 15 دقیقه 05/87 و 6/88 درصد و هم چنین راندمان حذف COD و رنگ در فرآیند اولتراسونیک با فرات سدیم بدون انعقاد در زمان 45 دقیقه به ترتیب در غلظتg/l 60، 92/37 و 68/73 درصد، غلظتg/l 90 ،37/49 و 6/72 درصد و غلظتg/l 120، در زمان 15 دقیقه 25/46 و 35/90 درصد می باشد. هم چنین فرایند اولتراسونیک به تنهایی کمتر از 50 درصد می تواند COD و رنگ موجود در شیرابه را کاهش دهد. جهت جلوگیری از خطرات زیست محیطی شیرابه، تصفیه آن الزامی بوده و نحوه کنترل و آلودگی های حاصل از آن یکی از معضلات مهم در سیستم مدیریت شهری است. برای رفع این معضل، روش های متفاوتی ارائه شده که با توجه به نا کارآمد و هزینه بر بودن، ما را بر آن داشت که از روشی موثر، مقرون به صرفه و کارآمد استفاده نماییم. بدیهی است سازمان های ذی ربط (محیط زیست و شهرداری ها) برای کاهش آلودگی های حاصل نتایج این پژوهش را مورد استفاده قرار دهند این ترکیب می تواند با تمرکز روی اکسیداسیون ترکیبات آلی غیر قابل تجزیه نقش مهمی در حذف COD بازی کند. در این مطالعه با کمک فرایند انعقاد، لخته سازی و ته نشینی، با استفاده از فرات سدیم و حمام اولتراسونیک، حذف مقادیر بالای رنگ و COD، فراهم گردید.

خلاصه نتایج حاصله

به طور کلی در این طرح تحقیقاتی شیرابه حاصل از ماشین های جمع آوری زباله تهیه شد. سپس رنگ و COD و Hp اندازه گیری شد. ابتدا برای اندازه گیری رنگ شیرابه ، دستگاه 2000RD را روی متد 120 و طول موج455 گذاشته و بعد آن را کالیبره کرده و در سل آن شیرابه خام ریخته و درب آن را بسته تا خوانده شود اما بدلیل وجود رنگ و کدورت بالا، میزان رنگ قابل قرائت نخواهد بود. لذا شیرابه 1 به 100رقیق شده بدین صورت که 1 میلی لیتر شیرابه را در بالن ژوژه 100 میلی لیتر ریخته و به حجم رسانده سپس رنگ شیرابه رقیق شده را خوانده و عدد حاصل را در عدد 100 ضرب کرده تا مقدار واقعی رنگ شیرابه بدست بیاید؛ که معادل 17100 ( بر حسب پلاتینیوم کبالت ) خواهد بود. جهت اندازه گیری COD نیز به دلیل بالا بودن مقدار COD و عدم توانایی در بدست آوردن آن ، ابتدا از شیرابه خام محلول رقیق 1% ساخته شد(به دلیل این که شیرابه خام دارای غلظت زیادی بود). سپس ویال ها را ابتدا با آب شهری سپس با آب مقطر شسته و در آن 5/3میلی لیتر اسید استیک حاوی سولفات نقره ریخته و بعد 2 میلی لیتر دی کرومات پتاسیم و 2 میلی لیتر نمونه شیرابه 1 به 100 رقیق شده ریخته و درب ویال را بسته و خوب بهم زده تا با هم مخلوط شوند(در هنگام به هم زدن باید دقت نمود زیرا در هنگام به هم زدن واکنش گرما زا بوده و ممکن است دست ها بسوزد). سپس نمونه شاهد نیز ساخته شد. سپس ویال حاوی شاهد و نمونه را به مدت2 ساعت در دستگاه هاضم COD قرار داده و بعد از 2 ساعت آن ها را خنک کرده و محتویات آنها را به حجم 50 میلی لیتر (در بالن ژوژه 50 میلی لیتر ) رسانده و بعد معرف فرایون(1و10 فنانترولین ) زده تا رنگ آن سبز زیتونی شود(رنگ خود نمونه که از دستگاه بیرون آورده شد زرد بود) سپس با تیترانت فرو آمونیوم سولفات تیتر کرده تا رنگ قرمز آجری ظاهر شد. سپس با توجه به فرمول COD و میزان تیترانت مصرفی، مقدار COD را محاسبه کرده که برابر32000 میلی گرم بر لیتر بود. جهت سنجش Hp نیز ابتدا دستگاه Hp سنج را کالیبره کرده (با آب مقطر) بعد Hp معادل 5/5 خوانده شد. سپس ظروف جار را با یک لیتر از شیرابه پر کرده و به هر ظرف یکی از مقادیر 1، 30 ،60 ،90 ،120 و150 گرم بر لیتر از منعقد کننده فرات سدیم اضافه شد و جار را ابتدا به مدت 5 دقیقه با دور 200 و سپس 55 دقیقه با دور 60 تنظیم کرده و پس از آن 1ساعت زمان ماند(ته نشینی) داده سپس از محلول رویی برداشته و محلول یک درصد ساخته شد و بعد که از هر شش نمونه محلول 1 درصد ساخته شد رنگ و COD همانند روش فوق سنجش شد. با توجه به نتایج، غلظت بهینه 120 گرم بر لیتر بدست آورده شد. در مرحله بعد Hp شیرابه خام را با کمک محلول اسیدی(اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک)، یکبار به عدد2 و بار دیگر به عدد4 رسانده و سپس با کمک محلول بازی Hp 5/5 را به7 رسانده و بعد به 1 لیتر از هر کدام از شیرابه ها با Hp های مختلف، 120 گرم بر لیترفرات سدیم افزوده و در دستگاه جار قرار داده و مانند موارد فوق، دستگاه را روشن کرده و پس از طی مراحل انعقاد، لخته سازی و ته نشینی COD و رنگ سنجش شد و با توجه به مقایسه نتایج، مقدار Hp بهینه 5/5 بدست آمد(با توجه به نتایج، لازم به تغییر Hp نبود و در Hp خود نمونه آزمایشات انجام شد). در مرحله بعد 3 ظرف جار را با یک لیتر شیرابه پر کرده و به هرکدام 3 غلظت 60، 90 و 120 گرم بر لیتر فرات سدیم اضافه شده و دستگاه را روشن کرده و پس از یک ساعت ته نشینی، محلول های رویی را استخراج کرده و در ارلن ریخته و هر کدام را با سه زمان 15 ،30 و 45 دقیقه در حمام اولتراسونیک قرار داده و پس از گذشت 20 دقیقه زمان ماند،COD و رنگ سنجش شد و نتایج ثبت گردید. در مرحله بعد 3 غلظت 60 ،90 و 120 گرم بر لیتر به شیرابه اضافه شد، اما با این تفاوت که بدون گذاشتن در دستگاه جار، مستقیم آنها وارد حمام اولتراسونیک شده و هر غلظت به طور جداگانه یک بار به مدت 15 دقیقه، بار دیگر به مدت 30 دقیقه و بار آخر به مدت 45دقیقه در حمام اولتراسونیک گذاشته شد. پس از 20دقیقه زمان ماند نیز COD و رنگ سنجش شد. در مرحله آخر نیز شیرابه خام را بدون اضافه کردن منعقد کننده (فرات سدیم) در 3 ارلن ریخته و یکی به مدت 15دقیقه، دیگری به مدت 30 دقیقه و آخری به مدت 45 دقیقه در حمام اولتراسونیک قرار داده شد. پس از طی زمان های گفته شده COD و رنگ سنجش شد. با توجه به انجام مراحل قبل و خواندن رنگ توسط دستگاه 2000 RD و محاسبه COD با روش تیتراسیون، درصد حذف رنگ و درصد حذف COD در هر مرحله محاسبه شد و تاثیر فرات سدیم و حمام اولتراسونیک و نسبت حذف هر کدام بدست آورده شد.

فایل های پژوهش