منابع و ماخذ تحقیق سطحی، تیمار، شیمیایی، آزو

ت ،ویژگی الکترون گیری گروه های آزو باعث کمبود الکترون می شود. که ترکیبی با آسیب پذیری کمتر برای کاتابولیسم43 (سوخت و ساز گیاهی) اکسیداتیو ایجاد می کند و به عنوان یک پیامد تعداد زیادی از این مواد شیمیایی تمایل دارند تا تحت شرایط هوازی محیط زنده باقی بمانند]14[.
به گفته گارد44رنگ ها باید درجه بالایی از پایداری شیمیایی و نورکافت را داشته باشند تا مفید باشند. به خاطر شرایط نامطلوب، آنها بعد از فرآوری دستخوش تغییر میشوند. بنابراین آنها در حالت عادی نتایج بدی برای تغییرات بیولوژیکی دارند.پایداری در برابر حمله میکروبی نیز یکی از ویژگی های رنگ های آزو است ، زیرا آن زمان ماندگاری که در رنگ آزو به کار گرفته شده را طولانی می کند. زمان طراحی محلول برای یک فاضلاب ویژه شرایط زیادی باید در این انتخاب در نظر گرفته شود]14.[
توجه به در دسترس بودن ترکیبات این نوع فاضلاب ، نه فقط از نظر کیفی بلکه در کمیت ، معمولا بیش از مقدار مورد نیاز برای تیمار است.دو موقعیت برای هر تکنولوژی وجود دارد که می تواند برای حذف رنگ از فاضلاب استفاده شود. اولین امکان، در خانه ی رنگ است، که امکان استفاده مجدد کامل یا جزیی آب را می دهد. این امکان با در نظر گرفتن مقدار فاضلاب کمتر نسبت به حالت بعدی که تیمار روی یک منطقه از فاضلاب است ، معمولا با یک مرحله بیولوژیکی همراه است. در این حالت فاضلاب رنگی با فاضلاب بومی به منظور بهبود بار آلی برای تیمار بیولوژیکی مخلوط می شود. و این گام می تواند قبل از مراحل بیولوژیکی مرسوم و تیمار شیمیایی یا به عنوان یک گام نهایی تصفیه استفاده شود]14[.
گستره وسیعی از روش ها برای حذف رنگ از فاضلاب یا کاهش اثر آن روی محیط زیست توسعه یافته است. روش های بیولوژیکی و شیمیایی شامل تخریب مولکول رنگ می باشد، روش های فیزیکی معمولا انتقال آلودگی به فاز دیگر می باشند. تخریب رنگ های آزو می تواند توسط کوچک کردن یا اکسید کردن انجام شود. کوچک کردن رنگ های آزو ، آمین های آروماتیک تولید می کند]14[.

شکل1-1: تجزیه یک رنگ آزو]14[
مکانیزم اکسیداسیون به دلیل واکنشگری بالای رادیکال های آزاد معمولا پیچیده است .

شکل1-2: اکسیداسیون یک رنگ آزو فنولیک توسط آکاز]14[
تیمارهای فیزیکی:
جذب:
اکس و رابینسون45 نوشتند که روش های جذب سطی اخیرا با تمایل آن برای حذف آلاینده های بسیار پایا با روش های راحت اهمیت بسیار بالایی پیدا کرده است.حذف مبتنی بر جذب شامل اتصال حل شونده یا آلاینده معلق به یک ماده آلی جامد یا ماتریکس غیر آلی است. اتصال به ماتریکس وابسته به ترکیبشان و ساختار آلاینده ممکنست بر هم کنش مختلفی داشته باشند. مثل: الکترواستاتیک،تبادل یونی،وان دروالس،کمپلکس شدن یا چنگ زدن.رنگ زدایی فاضلاب با این روش از عوامل مختلفی مثل سطح آزاد جاذب،اندازه ذرات،زمان تماس،دما،pH،و نمک های حاضر ،سرفکتانت ها و فلزات موجود تاثیر می پذیرد.باید تاکید شود که با این حال فرآیند های جذب به ندرت آلودگی را از یک فاز به فاز دیگر انتقال می دهند. و بنابراین همواره دوغابی تولید می کنند که باید توسط روش های دیگر تصفیه یا بازیابی شود.]14[
به گفته واندروزی 46بیشتر جاذب47 های سطحی تمایل به انواع مختلف رنگ را ندارند .
(1-1)
X/M = KC1/n
که در آن:
X:مقدار ناخالصی جذب شونده48
M: جرم جاذب
C:غلظت تعادلی ناخالصی در محلول
K,n:ثابت
از نمودار لگاریتمی ظرفیت جاذب مشخص می شود.
فیلتراسیون غشایی:
به گفته سوجکا و کویانسو49،این روش به عنوان یک دستورالعمل انعطاف پذیر برای فرآیند های تیمار راحت فاضلاب رنگی و برای صرفه جویی در هزینه ها و مصرف آب توسط چرخه آب بهبود یافته است.معمولا این روش به عنوان یک تیمار نهایی سومین روش و بعد از تیمارهای فیزیکی و شیمیایی به کار گرفته می شود. این روش هم چنین برای تغلیظ و خالص سازی رنگ ها در کارخانجات این ترکیبات استفاده می شود]14[.
تبادل یونی:
طبق نوشته سولکار50 در سال ،1998سیستم های تبادل یونی استاندارد به طور گسترده ای برای تیمار مواد حاوی رنگ استفاده می شوند، اساس تبادل یونی نمی تواند گستره ی وسیعی از رنگ ها را در برگیرد و کارآیی آن به شدت تحت تاثیر حضور افزودنی در فاضلاب است.در این روش فاضلاب از روی رزین تبادل یونی عبور داده می شود . هر دو نوع رنگ آنیونی و کاتیونی تمایل به حذف توسط این روش را دارند.یک عیب این روش افزایش هزینه حل شونده های آلی برای بازیابی مبدل یونی است]14[.

انعقاد51:
این روش اغلب برای تیمار انواع مختلف فاضلاب به کار گرفته می شود .
حذف جامدات معلق کل52، اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی53 و رنگ را بهبود می بخشد. گام اول انعقاد شامل اضافه کردن منعقد کننده به پساب است. این انعقاد کننده ذرات کلوییدی را در سوسپانسیون بی ثبات می کند و اجازه تراکم می دهد . انعقاد یک فرآیند فیزیکی اتصال ذرات بی ثبات در تماس ، برای بزرگتر شدن است که می تواند به راحتی از محلول جدا شود]14[.
تیمارهای شیمیایی:
شناساگر فنتون:
به گفته کنگ 54نمک هایH 2O 2Fe هنگامی که فاضلاب در تیمار بیولوژیکی است و یا در مرحله زهرگیری بیومس، استفاده می شوند. واکنشی که اتفاق می افتد اسیدی شدن pH است که نتیجه آن تشکیل یک هیدروکسیل اکسیداتیو55 قوی (OH) و آهن فریک است. هر دو شکل آهن منعقد هستند بناب
راین تابع زوج اکسیداسیون و تراکم را در این فرآیند می بخشد. بنابراین مکانیزم حذف رنگ شامل جذب یا اتصال رنگ های حل شده برای ته نشین شدن است که شکل می گیرد]14[.تشکیل مقدار زیاد دوغاب تغلیظی در رنگ و آهن بزرگترین عیب این فرآیند است. هر چقدر رنگ حذفی غلیظ تر باشد این روش برای گروه های رنگی متفاوتی مناسب است. رنگ های راکتیو ، مستقیم،کمپلکس فلزی،رنگدانه، دیسپرس و رنگ های خمره ای نرخ رنگزدایی خوبی دارند]14[.
ازن دهی :
پرا می نویسد، این ماده یکی از مناسب ترین عوامل اکسید کردن است، به خاطر ناپایداری زیادش ، در مقایسه با کلراین و H 2 O 2. این روش برای تعداد زیادی از آلاینده ها مثل فنول ها، سموم و هیدروکربن های آروماتیک مناسب است و اخیرا در تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند. پایداری ازن از حضور رنگ ها و نمک ها ، توسط pH و دما تاثیر می پذیرد.اگرچه ترمودینامیک ممکنست آن را به دلیل پتانسیل بالا مطلوب نداند اما فاکتورهای سینتیکی می گوید زمان قابل قبولی دارد. از مزیت های این روش نداشتن دوغاب باقی مانده و مواد سمی تشکیل شده است و کاربرد آن در تصفیه فاضلاب رو به افزایش است]14[.
فتوشیمیایی:
فرآیند هایی مثل شناساگر فنتون/ماوراء بنفش،هیدروژن پروکسید/ماوراء بنفش و روش های فتوشیمیایی دیگر مبنای تشکیل رادیکال های آزاد به علت تشعشع اشعه ماوراء بنفش هستند. خورد شدن به سبب غلظت بالای رادیکال های هیدروکسیل اتفاق می افتد و مولکول های دیگر به صورت CO 2و H 2O کوچک می شوند]14[.
سدیم هیپوکلراید56:
به گفته پیزولیت 57فاضلاب های رنگی می توانند از نظر شیمیایی توسط ترکیبات کلراید اکسید شوند. به دلایل زیست محیطی کاربرد آن غیر متداول است]14[.

مطلب مرتبط :   دانلود پایان نامه ارشد با موضوعحرکت، پایانه، m، اصلی

الکترولیز:
الکترولیز استفاده از جریان الکتریکی برای فاضلاب با استفاده از الکترودهاست . ترکیبات آلی مثل رنگ ها از طریق یک ترکیب اکسیداسیون الکتروشیمیایی ، خرد شدن الکتروشیمیایی و تراکم الکتریکی می شوند]14[.
اکسیداسیون هوای مرطوب:
در این روش اکسید کننده اولیه اکسیژن است و برای تولید رادیکال های OH که با ترکیبات آلی و غیر آلی تحت شرایط بحرانی واکنش می دهند استفاده می شود ]14[.
فراصوت:
این روش می تواند برای رنگ های نساجی استفاده شود اما نیاز به تکنولوژی جدید در فاز پیشرفت است]14[.
تیمار بیولوژیکی:
نابودی آلاینده های محیطی توسط فرآیند های زیستی مثل فتواکسیداسیون و با فعالیت های متابولیکی میکروارگانیسم ها انجام می شود. از آنجا که کاتابولیک های طبیعی می توانند روی سوبستراهای طبیعی بیشتری اثرگذار باشند و بسیاری از این میکروارگانیسم ها توانایی تجزیه رنگ ها را دارند . محدودیت فرآیندهای میکروبی اساسا توسط محدودیت تجزیه زیستی ترکیبات بیگانه مثل رنگ ها، توسط تاثیرات سمی آلاینده روی میکروب و به دلیل سرعت کم تغییر شکل آلاینده است]14[.
از جمله میکروارگانیسم هایی که در این روش قابل استفاده می باشند می توان به موارد زیر اشاره کرد:
باکتری ها:مشخص شده که اکتینومیست ها، به ویژه،اسپرتپومیس ها در تجزیه رنگ ها نقش دارند. در این مطالعات از رنگ های راکتیو استفاده شد.

قارچ ها: گسترده ترین بررسیها در رنگزدایی توسط میکروارگانیسم ها روی قارچ ها انجام شد .
مخمرها: تعداد کمی گزارش در این مورد ارائه شده است که یک مورد درباره رنگ آزو و ویژگی های فعالیت آنزیمی توسط Issatchekiaبوده است]14[.

جلبک ها: در همه پژوهش ها از رنگ های آزو استفاده شد و نتیجه آنکه گروهی از ترکیبات آزو می توانند به عنوان منبع کربن و نیتروژن توسط جلبک ها باشد. این یعنی جلبک می تواند نقش مهمی در حذف رنگ ها و آمین های آروماتیک ایفا کند.
گیاهان: مطالعات روی گیاهان نیز نشان داده که بعضی از آن ها توانایی ایفای نقش در تجزیه رنگ ها را دارند.]14[
آنزیم ها: در این بررسی ها تجزیه رنگ ها توسط آنزیم ها مورد بررسی قرار گرفت کاربرد آنزیم های آماده شده فواید بیشتری نسبت به میکروارگانیسم ها دارد.]14[
خواص کلی آن ها می تواند به سادگی بهبود یابد و معمولا بهتر است از چند آنزیم استفاده شود. ]14[
در جدول (1-4) بعضی روش های فیزیکی و شیمیایی به همراه معایب و مزایای آن ها ذکر شده است.
جدول 1-4:مزایا و معایب روش های حذف رنگ]14[
معایب
مزایا
روش های فیزیکی/شیمیایی
تولید لجن
در کلرزدایی دنگ های محلول و غیر محلول موثر است
شناساگر فنتون ها
نیمه عمر کوتاه (20 دقیقه)
قابل استفاده در حالت گازی:
ازندهی
ایجاد محصول جانبی
بدون تولید لجن
فتوشیمیایی
آزادسازی آمین های آروماتیک
قدرت شکافتن باندهای آزو
NaOCl
قیمت بالا
ظرفیت جذب خوب برای رنگ های مختلف
انعقاد
هزینه بالا و الکتریسیته
شکستن پیوندهایی که غیر سمی هستند
اکتروشیمیایی
خیلی گران
حذف خوب انواع مختلف رنگ
کربن فعال
ویژه سطوح با جذب کمتر نسبت به کربن فعال
جذب خوب از طریق ساختار سلولار
کودگیاهی
نیازمند زمان اقامت بالا
ظرفیت جذب خوب برای رنگ های اسیدی
چیپس چوب
واکنش جانبی مانع عملکرد مطلوب
موثر در حذف رنگ های بازی
سیلیکاژل
تجمع محصولات لجنی
حذف همه نوع رنگ
فیلتراسیون غشایی
برای همه نوع رنگ موثر نیست
توانایی بازیابی
تبادل یونی
نیازمند مقدار زیادی اکسیژن حل شده
اکسیداسیون موثر در مقیاس آزمایشگاهی
پرتوافکنی
تولید زیاد لجن
ان
عطاف پذیری اقتصادی
تراکم الکتروسینتیک

مطلب مرتبط :   دانلود پایان نامه ارشد با موضوعشهرستان رشت، مشارکت مردم، استان اصفهان، روستا - شهر

جذب:
فرآیند های جذب به ندرت آلودگی را از یک فاز به فاز دیگر انتقال می دهند. و بنابراین همواره دوغابی تولید می کنند که باید توسط روش های دیگر تصفیه یا بازیابی شود.]1 [
جاذب های رایج
جامدی که بر روی سطح آن جذب اتفاق می افتد جاذب یا سوبسترا می نامند و مایع جذب شده را مجذوب می نامند. جذب سطحی بر روی سطح مشترک جامد مایع به وقوع می پیوندد]1[.

جامدهای جاذب معمولا به شکل گرانول ( ذرات کروی شکل با قطر چند میلی متر) مصرف می شوند و اندازه آنها از 12میلیمتر قطر تا 50 میکرومتر متغیر است. بسیاری از جامدات این خاصیت را دارند که بتوانند مقداری گاز یا ماده حل شده در حلالی را ، جذب نمایند]1 [.
کربن فعال:
این روش مرسوم ترین روش جذب سطحی است که مطالعات در این زمینه نیز به شدت رو به افزایش است.از این روش اغلب برای حذف رنگ های کاتیونی، اسیدی،مستقیم و واکنشی استفاده می شود. بازدهی این روش به مقدار زیادی به نوع و مقدار کربن فعال استفاده شده بستگی دارد. اما در هر صورت به دلیل نداشتن توجیه اقتصادی به صرفه نیست]1 [.
چیپس چوب:
این مواد نیز به شکل های مختلفی جهت جذب استفاده می شوند که البته زمان بیشتری نسبت به سایر روش ها نیاز دارند]1 [.
زغال نارس:
ساختار سلولی این ماده ، آن را ماده مناسبی جهت این کار می سازد . این ماده قابلیت جذب رنگ ها و مواد دیگر را دارد و به طور گسترده ای در کشورهای انگلستان و ایرلند مورد استفاده قرار می گیرد.
این ماده به دلیل عدم نیاز به ماده فعال کننده و قیمت مناسب پرکاربرد تر و مناسب تر می باشد]1 [.

شکل 1-3:ذغال های رنگ بر]21[

جذب سطحی:
در عملیات جذب سطحی انتقال یک جز از فاز گاز یا مایع به سطح جامدصورت می گیرد.
واژه جذب سطحی برای تشریح این حقیقت به کار می رود که غلظت مولکولهای جذب شده در سطح تماس جامد بیشتر از فاز گاز یا محلول است. جذب روی یک سطح جامد به علت نیروی جاذبه اتم ها یا مولکولها در سطح آن جامد است در عمل جذب سطحی نیروهای مختلفی اعم از فیزیکی و شیمیایی موثرند و مقدار آن بستگی به طبیعت ماده جذب شده وجسم جاذب دارد]1 [.
دومکانیزم اصلی برای جذب سطحی وجود دارد:
-1 جذب فیزیکی
-2 جذب شیمیایی
عوامل موثر بر روی جذب
قدرت جذب یک ماده تابع عوامل زیر است :

1-10-2-1-1-سطح تماس
با افزایش سطح تماس مقدارجذب افزایش می یابد ، بهترین جذب کننده ها موادی هستند که ذرات ریز تری داشته باشندو به عبارت دیگر سطح تماس بیشتر داشته باشند. از میان مهمترین جذب کننده ها می توان ژل ، سیلیس ، کربن فعال را نام برد]21[.
1-10-2-1-2-غلظت
مقدار ماده جذب شده برای واحدجرم جذب کننده تابعی از غلظت ماده حل شده می باشد. بررسی این دو کمیت در دمای ثابت منجر به بدست اوردن کمیت ایزوترم جذب سطحی می شود. این ایزوترم ها توسط افرادمختلفی بررسی شده است که مهمترین آن ها ایزوترم فرندلیچ می باشد]21[.

1-10-2-1-3-دما
افزایش دما اصولا باعث کاهش جذب سطحی می شود مگر در مواردی که جذب سطحی همراه با واکنش شیمیایی باشد]21[.

1-10-2-1-4-نوع ماده جذب شده و جاذب
نوع ماده جذب شده و جاذب در جذب سطحی تاثیرگذار است به طوری که بعضی از مواد جاذب قدرت جذب زیاد نسبت به ماده حل شده به خصوصی از خود نشان می دهد ، در حالی که