معرفی پایان نامه:حذف فلزات سنگین آب با استفاده از ذرات نانو و پدیده اسمز

دانشجو: سیده سمیه فعال رستگار
استاد راهنما: دکتر عزت کشاورزی
استاد راهنمای همکار: دکتر یوسف غایب
دانشگاه: صنعتی اصفهان
مقطع: کارشناسی ارشد
تاریخ شروع: ۱۳۸۵
تاریخ اتمام: ۱۳۸۶
 

حضور مقادیر هر چند ناچیز فلزات سنگین در آب از قبیل نیکل، مس،
سرب، کادمیم و. . . باعث بروز اثرات زیست‌محیطی فراوانی خواهد
شد که پیشگیری از آنها امری کاملاً بدیهی می‌نماید. نیکل که در
اغلب فاضلاب‌های صنعتی، کارخانجات تولید باتری، کارخانجات
پالایش نقره و همچنین در برخی از صنایع تولید‌کننده آلیاژهای
فلزی به وفور یافت می‌شود. از جمله اثرات مخرب نیکل فلزی می‌توان
به سرطان‌های استخوان و ریه، سیانوزیت، سردرد‌های مزمن، سرگیجه،
درد در ناحیه سینه، سستی بدن و ضعف عمومی بالا اشاره کرد. به
این دلیل سازمان بهداشت جهانی در آخرین اطلاعیه‌های خود مقدار
استاندارد نیکل را در آب آشامیدنی کمتر از۰/۰۲ mg/lit اعلام
نموده‌است. به همین منظور تاکنون تحقیقات بسیار گسترده و
فراوانی برای کاهش ویا حتی حذف این فلز با استفاده از انواع
متنوعی از روش‌ها و مواد صورت گرفته‌است. طی تحقیقات به عمل
آمده، نانوذره آهن در حالت فلزی قابلیت شایان توجهی جهت کاهش
میزان فلزات سنگین نشان داده‌است. با توجه به هزینه مناسب و
همچنین بازدهی بالای آن آزمایشات متعددی با استفاده از آهن
فلزی در مقیاس نانو در حال انجام می‌باشد.
در این تحقیق، با توجه به گستردگی مقادیر نیکل در فاضلاب‌های
صنعتی، غلظت‌هایی از نیکل انتخاب گردید که روش‌های قبلی یا
قادر به حذف آن نبوده‌اند و یا مقادیرنهایی نیکل آنها
بالاترازحد استاندارد جهانی بوده‌است. به همین منظور غلظت‌های
۱۰ppmو۱۵ppm نیکل انتخاب شدند و نمونه‌های حاوی نیکل برای دست‌یابی
به مقدار بهینه نانوپودر و همچنین زمان بهینه اولتراسونیک مورد
آزمایش قرارگرفتند. ابتدا نمونه‌ها برای به‌دست آوردن مقدار
مناسبی از نانوذره آهن که بتواند نیکل را در حد مطلوب جمع آوری
کند، آزمایش شدند. مقادیر متفاوتی از نانوذره انتخاب و به
نمونه‌ها افزوده شد. سپس نمونه‌ها برای زمان‌های متفاوتی تحت
تابش امواج مافوق صوت قرارگرفتند. پس ازآن به محلول‌های فوق
اجازه داده شد برای مدت زمان خاصی ساکن باقی بمانند تا ذرات
نانو در محلول ته نشین گردد. آنگاه با استفاده از میدان
مغناطیسی ذرات پـــارا مغناطیس آهن ازمحلول نمونه خارج گردید و
باقی‌مانده نیکل محلول به روش جذب اتمی تعیین مقدارشد.
آزمایشات متعدد این مطلب را می‌رساند که به علت سطح موثرقابل
توجه نانوذره انتخابی، مقدار ۰۳/۰ گرم نانو پودر بازدهی قابل
توجهی دارد و با اطمینان می‌توان گفت که این مقدار از نانو
پودر قابلیت حذف کامل یون نیکل را در غلظت‌های فوق‌العاده کم
داراست، در حالی که این مقدار در روشهای مشابه و معتبر قبلی
حدود پنج گرم گزارش شده‌است. سپس آزمایشات برای به‌دست آوردن
زمان بهینه تابش اولتراسونیک ادامه یافت. به این منظور نمونه‌ها
در زمان‌های انتخاب شده تحت تابش قرار گرفتند. نتایج حاصله
موید این مطلب بودند که زمان مناسب برای حذف کامل آلودگی
هنگامی که غلظت نیکل۱۵ppmاست، ۲۰ دقیقه می‌باشد در حالی که
درآزمایشات متعدد قبلی حداقل زمان موثرجهت حذف کامل نیکل یک
ساعت گزارش شده‌است همچنین مشخص گردید که در بالاتر و پایین‌تر
از این مدت زمان، بازدهی نانو پودر برای حذف نیکل به طور قابل
ملاحظه‌ای کاهش خواهد یافت. لازم به ذکر است که این زمان برای
غلظت۱۰ppmنیکل نیز به‌دست آمده و برای بقیه غلظت‌ها
(۲۵-۵۰) ppmتحت بررسی است.