پایان نامه سینتیک فرمالدهید در پساب های صنعتی

        فرمالدهید یکی از مهمترین ترکیبات شیمیائی است که علاوه بر کاربرد بسیار زیاد آن در صنایع مختلف، وجود آن در آب و فاضلاب به عنوان یک عامل بسیار خطرناک محسوب می گردد. تصفیه فتوکاتالیستی یکی از مدرنترین روش های حذف مواد آلی در فاضلاب است. هدف اصلی در این تحقیق، بررسی امکان حذف فرمالدهید موجود در پساب با استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسیدو اشعه فرابنفش و بررسی سینتیک واکنش آن است. پایان نامه اندازه گیری و سینتیک فرمالدهید در پساب های صنعتی و تصفیه فتوکاتالیستی آن در قالب فایل ورد به همراه منبع و فهرست آماده برای ویرایش و پرینت میباشد.

سینتیک فرمالدهید در پساب های صنعتی

طی بررسی های به عمل آمده، محلول فرمالدهید با غلظت  mg/l35 در مراحل جداگانه در مجاورت هوا، اشعه فرابنفش، نانو تیتانیوم دی اکسید، آب اکسیژنه و ترکیبی از آنها قرار گرفت و تأثیر زمان و غلظت نانو تیتانیوم دی اکسید(n-TiO2 )در pH  های مختلف مورد بررسی واقع شد. نتایج حاصل از آزمایشها نشان داد که در بین فرآیندهای مورد مطالعه، فرآیند ترکیبی هوادهی،اشعه فرابنفش، نانو تیتانیوم دی اکسیدو آب اکسیژنه در pH قلیائی بالاترین بازده را خواهد داشت.

بیشترین بازده حذف فرمالدهید در pH برابر ۱۲، مدت زمان ۴ ساعت، تابش نور فرابنفش، مقدار ۵/۲ گرم نانو تیتانیوم دی اکسید و ml 13آب اکسیژنه جهت cc600 نمونه، ۹۲ درصد بدست آمد. همچنین مشخص شد بازده حذف فرمالدهید بعد از یک ساعت در pH فوق، تنها ۵ درصد کمتر می باشد. با توجه به امکان بازیافت نانو تیتانیوم دی اکسید از فرآیند، هزینه پایین و عملکرد بالا، استفاده از روش فوق جهت تصفیه پساب های حاوی فرمالدهید توصیه می گردد.

مقدمه:

فرآیند تصفیه آب و پساب یکی از بزرگترین چالش های قرن اخیر است. با توجه به کمبود منابع آبی در سراسر جهان و کاهش روزافزون این منابع محدود، لزوم استفاده از روش های کاراتر و کم هزینه تر در تصفیه آب و پساب به گونه ای که دوباره قابل استفاده در طبیعت و صنعت باشد، مشهودتر است .

طی سالیان گذشته، روش های مختلفی جهت تصفیه  مواد موجود در فاضلاب ها بر حسب نوع و میزان مواد آلاینده موجود در آن، به کار گرفته شده است که می توان به روش های حذف فیزیکی، شیمیائی، الکتروشیمیائی، بیولوژیکی و … اشاره نمود. البته هر کدام از این روش ها، معایب و محاسن خاص خود را دارند که  بایستی مورد توجه قرار گیرند. تا قبل از انقلاب صنعتی، آلودگی های حاصل از فعالیت های بشری به گونه ای بود که طبیعت قادر به پالایش آن بود .

اهمیت و کاربردهای فرمالدهید

از پیدایش حیات بر روی زمین، فرمالدهید از طریق فرآیندهای فتوشیمیائی مواد آلی در اتمسفر تولید شده و می شود]۱[. فرمالدهید گازی شکل است(نقطه جوش °C 21-) و به صورت محلول در آب(فرمالین) یا به صورت یکی از پلیمرهای جامد خود یعنی، پارا فرمالدهید (CH2O)n  یا تری اکسان  (CH2O)3  مورد استفاده قرار می گیرد. وقتی فرمالدهید خشک مورد نیاز باشد، مثلا” برای یک واکنش با واکنشگر گرینیارد، آنرا از حرارت دادن پارافرمالدهید یا تری اکسان بدست می آورند]۲[.

فرمالدهید بوی زننده ای داشته و حتی در غلظتهای پایین نیز محرک چشم، بینی و حلق می باشد. غلظت آستانه آن برای تشخیص بو ۰۰/۱-۰۵/۰ قسمت در میلیون می باشد.

موارد کاربرد فرمالدهید

استفاده از فرمالدهید در سال های اوایل قرن بیستم برای مصارف ضدعفونی بود. در حال حاضر صنایع مختلفی از فرمالدهید بهره می برند. صنایعی چون رنگ، چسب، موارد بهداشتی، نظامی، کشاورزی، پلاستیک، لاستیک، کاغذ، پوشش های سطوح، نساجی و بسیاری دیگر از صنایع بعنوان مصرف کننده نهائی فرمالدهید محسوب می شوند.  سایر موارد مصرف فرمالدهید شامل تولید بوتان دی ال، هگزا متیلن تترا آمین، نئوپنتیل گلیکول، تری متیلول پروپان مشتقات نیتروپارفین، آنتی اکسیدانت لاستیک، متیل متاکریلات، پلی ال پلی اتر، آلاکلر، سدیم نیتریلو تری استات، متافنوکسی بنزآلدهید و … می باشد.

سینتیک فرمالدهید
سینتیک فرمالدهید در پساب های صنعتی

ویژگیها و اثرات زیست محیطی فرمالدهید

فرمالدهید بطور طبیعی می تواند درمحیط دارای کربن، هیدروژن و اکسیژن ساخته شود. این فرآیند تولید فرمالدهید که در اتمسفر بالا اتفاق می افتد، ۹۰ درصدکل فرمالدهید محیط زیست را تشکیل می دهد.

در مجموعه قوانین ایمنی، حمل و نقل و نگهداری اروپا، این ماده دارای کدهای خاصی است و در زمره مواد خطرناک طبقه بندی می شود. این کدها بدان معناست که فرمالدهید آتش زا بوده و در صورت تماس با بدن ایجاد حساسیت می نماید. این ماده در صورت بلعیده شدن یا تماس با پوست بدن سمی است و در صورت تماس با چشم، صدمات جدی به چشم وارد می کند. همچنین احتمال سرطان زایی فرمالدهید وجود دارد. در کار با فرمالدهید باید تهویه مناسب وجود داشته باشد و از دستکش و عینک ایمنی استفاده شود.

روش های پیشگیری از خطر فرمالدهید :

۱- موقع کارکردن با فرمالدهید  می بایست از تجهیزات محافظت شخصی، عینک محافظ، لباس کار، ماسک مخصوص بخار، دستکش و کفش مناسب استفاده شود.

۲- در صورت کار با محلول فرمالدهید حتماً از هود بخار استفاده گردد.

۳- در صورتی که امکان ترشح و پاشیدن به صورت وجود دارد از ماسک مخصوص محافظ صورت استفاده شود.

۴- اگر استنشاق اتفاقی آن رخ داد فرد را به هوای آزاد منتقل کرده و در صورت لزوم به پزشک مراجعه شود.
۵- در صورت بلع اتفاقی آن، شخص را وادار به استفراغ نموده و بلافاصله به پزشک مراجعه شود.

فهرست مطالب پایان نامه سینتیک فرمالدهید در پساب های صنعتی

فصل اول: ۱

  • مقدمه: ۲
  • ۱-۱)اهمیت و کاربردهای فرمالدهید ۳
  • ۱-۲ )موارد کاربرد فرمالدهید ۴
  • ۱-۳) ویژگیها و اثرات زیست محیطی فرمالدهید ۴
  • ۱-۴)روش های تصفیه فاضلاب های صنعتی. ۶
  • ۱-۴-۱) روش های فیزیکی. ۶
  • ۱-۴-۲)روش های شیمیایی. ۷
  • ۱-۴-۳)روش های بیولوژیکی. ۷
  • ۱-۵)تصفیه فاضلاب های سمی و غلیظ ۸
  • ۱-۶)روش های تصفیه فاضلاب های حاوی فرمالدهید ۱۰
  • ۱-۶-۱)روش های اکسیداسیون ۱۰
  • ۱-۶-۲)استفاده از آهک. ۱۰
  • ۱-۶-۳)تصفیه فرمالین به روش بیولوژیکی. ۱۱
  • ۱-۶-۴)جذب توسط کربن فعال: ۱۱
  • نتیجه گیری کلی: ۱۳
  • ۱-۷)هدف تحقیق. ۱۳
  • ۱-۸) نانو فتو کاتالیست (نانو تیتانیوم دی اکسید) ۱۵
  • ۱-۸-۱) خاصیت فتوکاتالیستی TiO2 : 17
  • ۱-۸-۲)کاربردهای فتوکاتالیستی TiO2 : 18
  • ۱-۸-۳)نحوه عملکرد فتوکاتالیستیTiO2 در تصفیه آب و هوای آلوده: ۱۸
  • ۱-۸-۴)استفاده از نانو تکنولوژی در بهبود خاصیت فتوکاتالیستی TiO2 : 19
  • ۱-۹) مروری بر تحقیقات گذشته: ۲۱
  • ۱-۱۰)روش های سینتیکی و کاربرد آن در تجزیه: ۲۳
  • ۱-۱۰-۱)مقدمه و تئوری: ۲۳
  • ۱-۱۰-۲) مقایسه روش های سینتیکی و ترمودینامیکی. ۲۵
  • ۱-۱۰-۳) سرعت واکنشها و معادلات سرعت. ۲۴
  • ۱-۱۰-۴) قوانین سرعت. ۲۶
  • ۱-۱۰-۵) اندازه گیری سرعت واکنش: ۲۶
  • ۱-۱۰-۶) فاکتورهای مؤثر بر سرعت واکنش. ۲۸
  • ۱- تأثیر دما ۲۸
  • ۲- اثر غلظت واکنشگرها ۳۰
  • ۳- اثر حلال ۳۱
  • ۴- تأثیر قدرت یونی: ۳۳
  • ۱-۱۰-۷) دسته بندی روش های سینتیکی و سینتیک فرمالدهید . ۳۳
  • ۱-۱۰-۷-۱)دسته بندی بر اساس شیمی واکنشهای به کار گرفته شده ۳۴
  • الف)سیستمهای همگن ۳۴
  • ب)سیتمهای غیر همگن ۳۵
  • ۱-۱۰-۷-۲) دسته بندی بر اساس نحوه اختلاط واکنش دهنده ها ۳۵
  • ۱-۱۰-۷-۳)دسته بندی بر اساس روش های اندازه گیری ۳۵
  • ۱-۱۱) کاتالیزور: ۳۶
  • ۱-۱۱-۱)روش های سینتیکی برای واکنشهای کاتالیزوری. ۳۶
  • ۱-۱۲)واکنش مواد با فرمالدهید: ۴۲

فصل دوم: ۴۴

  • ۲-۱)مواد و روش ها: ۴۵
  • ۲-۲)محلولها: ۴۵
  • ۲-۳)رآکتور: ۴۶
  • ۲-۴) زمان اندازه گیری: ۴۸
  • ۲-۵) دستگاه اندازه گیری: ۴۸
  • ۲-۶)طیف سنجی(نور سنجی): ۴۸
  • ۲-۶-۱) تعریف max λ: ۴۸
  • ۲-۶-۲) بیان قانون بیر لامبر: ۴۹
  • ۲-۷)کالیبراسیون دستگاه: ۴۹
  • ۲-۸)نتایج: ۵۰
  • ۲-۹):شرایط خنثی: ۵/۶ = pH 51
  •       ۲-۹-۱) فقط هوادهی: ۵۱
  • ۲-۹-۲) فقط استفاده از دو لامپ فرابنفش : ۵۲
  • ۲-۹-۳) استفاده از ۴ لامپ فرابنفش: ۵۳
  • ۲-۹-۴) استفاده از نورفرابنفش به همراه هوادهی: ۵۳
  • ۲-۹-۵)مقایسه چهار روش انجام شده در محیط خنثی سینتیک فرمالدهید :(هوادهی، استفاده از دو لامپ، استفاده از چهار لامپ و هوادهی به اضافه ۲ لامپ: ۵۴
  • ۲-۹-۶) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید به میزان ۲/۱ گرم به همراه هوادهی: ۵۵
  • ۲-۹-۷) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید به میزان۵/۲ گرم به همراه هوادهی: ۵۵
  • ۲-۹-۸)مقایسه هوادهی + نانو تیتانیوم دی اکسید با مقادیر ۲/۱ و ۵/۲ گرم در محیط خنثی : ۵۶
  • ۲-۹-۹) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۲/۱ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی: ۵۷
  • ۲-۹-۱۰) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی: ۵۷
  • ۲-۹-۱۱) مقایسه  روش های هوادهی به اضافه نور فرابنفش وکاتالیست با وزن های مختلف: ۵۸
  • ۲-۹-۱۲) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی در حضور آب اکسیژنه(CC 6): 58
  • ۲-۹-۱۳) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی در حضور آب اکسیژنه(CC 13): 59
  • ۲-۹-۱۴)مقایسه استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی + آب اکسیژنه با مقادیر CC 6 وCC 13…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 60
  • ۲-۹-۱۵)مقایسه استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی با حضور و بدون حضور آب اکسیژنه: ۶۱
  • ۲-۹-۱۶)مقایسه کلی نمودارها در محیط خنثی: ۶۱
  • ۲-۱۰): شرایط اسیدی: ۵/۳= pH 62
  •       ۲-۱۰-۱) فقط هوادهی: ۶۲
  • ۲-۱۰-۲)استفاده از ۲ لامپ فرابنفش: ۶۳
  • ۲-۱۰-۳) استفاده از ۴ لامپ فرابنفش: ۶۴
  • ۲-۱۰-۴) استفاده از نور فرابنفش به همراه هوادهی: ۶۴
  • ۲-۱۰-۵)مقایسه برای حالتهای هوادهی-دو لامپ-۴ لامپ و هوادهی +۴ لامپسینتیک فرمالدهید در۵/۳=pH   : ۶۵
  • ۲-۱۰-۶) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۲/۱ گرم) به همراه هوادهی : ۶۶
  • ۲-۱۰-۷) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) به همراه هوادهی: ۶۶
  • ۲-۱۰-۸)مقایسه هوادهی+نانو تیتانیوم دی اکسیدبا مقادیر ۲/۱ گرم و ۵/۲ گرم: ۶۷
  • ۲-۱۰-۹) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۲/۱ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی: ۶۸
  • ۲-۱۰-۱۰) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی: ۶۸
  • ۲-۱۰-۱۱)مقایسه هوادهی+نور فرابنفش +نانو تیتانیوم دی اکسیدبا مقادیر ۲/۱ گرم و ۵/۲ گرم: ۶۹
  • ۲-۱۰-۱۲)هوادهی+نور فرابنفش +کاتالیست۵/۲گرم)+آب اکسیژنه(CC 6): 69
  • ۲-۱۰-۱۳)استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی در حضور آب اکسیژنه(CC 13): 70
  • ۲-۱۰-۱۴) مقایسه هوادهی+کاتالیست(۵/۲ گرم)+نور فرابنفش +آب اکسیژنه با مقادیر CC 6 و CC 13: 71
  • ۲-۱۰-۱۵)مقایسه هوادهی+کاتالیست(۵/۲ گرم)+نور فرابنفش با حضور و بدون حضور آب اکسیژنه  در۵/۳=pH   : ۷۱
  • ۲-۱۰-۱۶) مقایسه کلی نمودارها در۵/۳=pH   : ۷۲
  • ۲-۱۱) ۱۲=pH   شرایط محیطی قلیائی: ۷۳
  •       ۲-۱۱-۱) فقط هوادهی: ۷۳
  •       ۲-۱۱-۲) استفاده از ۲ لامپ فرابنفش: ۷۴
  • ۲-۱۱-۳) استفاده از ۴ لامپ فرابنفش: ۷۵
  • ۲-۱۱-۴) استفاده از نور فرابنفش به همراه هوادهی: ۷۶
  • ۲-۱۱-۵) مقایسه روش ها ( هوادهی، دو لامپ، چهار لامپ و هوادهی به اضافه۴ لامپ ) در۱۲=pH   : ۷۶
  • ۲-۱۱-۶)استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۲/۱ گرم) به همراه هوادهی: ۷۷
  • ۲-۱۱-۷) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) به همراه هوادهی سینتیک فرمالدهید: ۷۸
  • ۲-۱۱-۸)مقایسه هوادهی به همراه کاتالیست با مقادیر ۲/۱ و ۵/۲ گرم  در۱۲=pH     : ۷۹
  • ۲-۱۱-۹) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۲/۱ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی سینتیک فرمالدهید: ۷۹
  • ۲-۱۱-۱۰) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی: ۸۰
  • ۲-۱۱-۱۱)مقایسه هوادهی به همراه نور فرابنفش به اضافه کاتالیست با مقادیر( ۲/۱ گرم و ۵/۲ گرم سینتیک فرمالدهید)  در۱۲=pH  : ۸۰
  • ۲-۱۱-۱۲) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی سینتیک فرمالدهید در حضور آب اکسیژنه (CC 6): 81
  • ۲-۱۱-۱۳) استفاده از نانو تیتانیوم دی اکسید(۵/۲ گرم) و لامپ فرابنفش به همراه هوادهی در حضور آب اکسیژنه به میزان      CC 13 در شرایط قلیائی: ۸۱
  • ۲-۱۱-۱۴)مقایسه هوادهی+کاتالیست(۵/۲ گرم)+نور فرابنفش + آب اکسیژنه با مقادیر CC 6 و CC 13  در۱۲=pH 82
  • ۲-۱۱-۱۵)مقایسه هوادهی+کاتالیست(۵/۲ گرم)+نور فرابنفش با حضور و بدون حضور آب اکسیژنه در۱۲=pH     : ۸۳
  • ۲-۱۱-۱۶مقایسه کلی نمودارها در محیط بازی  در۱۲=pH   : ۸۴

فصل سوم: بحث ونتیجه گیری: ۸۵

  • ۳-۱) بررسی کارائی روش اکسیداسیون فتوکاتالیستی: ۸۶
  • ۳-۲)اثر pH  : ۸۸
  • ۳-۳)اثر شدت تابش: ۸۹
  • ۳-۴)اثر مقدار کاتالیست سینتیک فرمالدهید مصرفی: ۹۱
  • ۳-۵)اثر حضور آب اکسیژنه: ۹۲
  •         ۳-۶) سینتیک واکنش ها…………………………………………………………………………………………………………………………………….۹۴
  •                ۳-۶-۱)ترسیم نمودار غلظت نسبت به زمان: برای غلظت اولیه mg/l 35 …………………………………………………………………95
  •                ۳-۶-۲) ترسیم نمودار Ln غلظت نسبت به زمان: برای غلظت اولیه mg/l 35……………………………………………………………96
  •               ۳-۶-۳)ترسیم نمودار ۱- (غلظت) بر حسب زمان(۱/C بر حسب t )……………………………………………………………………….96
  •           ۳-۷) اثر غلظت اولیه فرمالدهید…………………………………………………………………………………………………………………………….۹۷
  •              ۳-۷-۱)غلظت اولیه = mg/l 17………………………………………………………………………………………………………………….  ……۹۷
  •             ۳-۷-۲)غلظت اولیه = mg/l 70……………………………………………………………………………………………………………….. ……….98
  •          ۳-۷-۳)غلظت اولیه = mg/l 105………………………………………………………………………………………………………………….  ……..۹۸
  • ۳-۸)پیشنهاد……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۹۹
  • پیوست(الف)
  •                      دستورالعمل اجرائی استاندارد کار با مواد شیمیایی پر خطر ( فرمالدهید)…………………………………………………….۱۰۱
  •        پیوست(ب)
  •             اقدامات قبل از شروع آزمایش…………………………………………………………………………………………………………………. ……..۱۰۴
  • منابع……:……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۱۰۵
  • ABSTRACT………………………………………………………………………………………………………………..107

 

مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش پایان نامه سینتیک فرمالدهید در پساب های صنعتی:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
تعداد صفحه: 137
قالب: فایل word

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *