با توجه به توانمندی‌های فناوری نانو در حذف و کنترل آلودگی‌های محیطی و تصفیه وجلوگیری از انتشار آنها می‌توان آن را به عنوان یک فناوری سبز و ابزاری مؤثر برای دستیابی به توسعه پایدار در نظر گرفت. امروزه با پیشرفتهای صنعتی و وجود انواع مختلف آلودگی در پساب‌های صنعتی و محیط زیست، توسعه ه سازهای پلیمری جدید با روش‌های اصلاح، پیوندزنی و تهیه ساختارهای هیبریدی برای اهداف مختلف مد نظر قرار گرفته است. از این رو، استفاده از هیبرید ترکیبات آلی-معدنی شامل پلیمر و نانوذرات معدنی به طور روزافزون گسترش یافته است. این ترکیبات افزون بر داشتن خواص هر یک از اجزا به دلیل داشتن گروه‌های عاملی متفاوت و وجود آثار هم افزایی در ساختار اجزای آنها خواصی جدید را نشان می‌دهند که مشخصه هیچ یک از اجزای آنها به تنهایی نیست. مطالعاتی نیز در زمینه کاربرد پلیمرهای مختلف ازجمله پلی آکریل آمید فعالسازی شده با نانوذرات مختلف درزمینه حذف آلودگی‌های زیست-محیطی انجام شده است. درمطالعه‌های وانگ و همکاران اثر پلی آکریل آمید اصالح شده با نانوذرات سیلیکا را در حذف کل جامدات معلق فاضلاب حفاری بررسی نمودند. نتیجه این بررسی نشان داد که این کمک منعقد کننده اصلاح شده دارای کارایی بسیار بالاتری ازپلی آکریل آمید به تنهایی میباشد. مطالعه دیگری توسط لین و همکاران با عنوان آبگیری لجن توسط نشاسته اصلا ح شده با نانو ذرات آهن، آلومینیوم و سیلیکا نشان داد، این پلیمر جدید می‌تواند به عنوان یک ه ساز دوستدار محیط زیست، با کارایی بالا مورد استفاده قرار گیرد. مطالعات متعددی نیز در زمینه آبگیری و کاهش حجم لجن انجام شده است. تاپا وهدلی اثر متقابل پلی الکترولیت و لیگنین را بر آبگیری لجن هضم شده بررسی نمودند و دریافتند که ذره‌های لیگنین باعث بهبود فرآیند متراکم سازی و آبگیری لجن به وسیله ایجاد پل‌های پلیمری میشود. گنجی دوست و همکاران گزارش دادند از میان پلیمرهای طبیعی مورد استفاده، کیتوزان با حداقل مصرف سرعت آبگیری، لجن هضم شده را افزایش میدهد. لی و لو گزارش نمودند لجن در برابر پلی الکترولیت‌های دوگانه دارای عملکرد بهتر در جذب ذرات میباشد و در این حالت ه‌های تولیدی بزرگتر است که در نتیجه باعث بهبود آبگیری لجن و دوزکمتر پلی الکترولیت میشود. وانگ و همکاران در بررسی ارتباط بین خصوصیات پلی آکریل آمیدهای کاتیونی ساخت کارخانجات مختلف و عملکرد آبگیری لجن دریافتند که درجه کاتیونی پلی آکریل آمید مهمترین عاملی است که بر دوز کمک منعقد کننده در آبگیری تأثیر می‌گذارد و با افزایش این درجه درصد آبگیری لجن افزایش می‌یابد؛ بنابراین هدف از انجام این پژوهش بررسی و مقایسه کارایی کمک منعقدکننده پلی آکریل آمید اصلاح شده با نانوذرات آلومینیوم اکسید در آبگیری لجن تولیدی از تصفیه زیستی فاضلاب شهری میباشد. جهت دریافت اطلاعات بیشتر در مورد پلی الکترولیت با ما در تماس باشید.
روش کار
این پژوهش یک مطالعه تجربی بوده که در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد و از فرآیند انعقاد و ه سازی جهت بهینه کردن کاربرد کمک منعقد کننده فعالسازی شده استفاده گردید. کمک منعقد کننده استفاده شده بر پایه پلی آکریل آمید کاتیونی از نوع صنعتی با وزن مولکولی بالا و دیگر مواد شیمیایی مورد استفاده از شرکت مرک آلمان و سیگما آلدریچ آمریکا با درجه ساخت ایران، دستگاه DR2000 (هک، آمریکا( استفاده شد.
ساخت نانوذرات آلومینیوم اکسید
جهت تهیه و ساخت نانوذرات اکسید آلومینیوم، مقدار 3 گرم از ماده کلرید آلومینیوم در 150 میلی لیتراتانول و مقداری آب مقطر دو بار تقطیر حل شد تا محلول شفافی به دست آید. سپس 60 میلی لیترآمونیاک به آرامی و قطره قطره به محلول به دست آمده اضافه و مرتب هم زده شد تا رسوب ژل مانند سفید رنگ هیدروکسید آلومینیوم تشکیل شود. در نهایت نانوذره ساخته شده، سه مرتبه با آب مقطر شست و شو داده شد.
روش آماده‌سازی کمک منعقد کننده
به منظور اصلاح کمک منعقد کننده با نانوذرات از روش تشکیل همزمان استفاده گردید. در این روش ابتدا 100 میلی لیتر آب مقطر دیونیزه در یک بشر ریخته و pH آن توسط هیدروکلریک اسید در محدوده 4-3 تنظیم شد. 1 میلی لیتر ماده آمینو پروپیل‌تری اتوکسی سیالن با 10 میلی لیتر اتیل الکل خالص مخلوط و pH محلول آمینو پروپیل‌تری اتوکسی سیلان توسط اگزالیک اسید یک نرمال به سه رسید و به مدت یک ساعت برای هیدرولیز در دمای آزمایشگاه (25 درجه سانتیگراد) قرارگرفت. سپس محلول آمینو پروپیل‌تری اتوکسی سیلان با 100 میلی لیتر آب دیونیزه مخلوط و 1 گرم پلی آکریل آمید کاتیونی به این ترکیب اضافه گردید و به مدت 20 دقیقه با شیکر مغناطیسی هم زده شد، سپس نانوذره آلومینیوم اکسید که به طور مجزا ساخت شده بود، به آرامی به محلول آماده شده اضافه شد تا نانوذرات روی سطح پلی آکریل آمید قرار گیرند. در نهایت 1/0 گرم پتاسیم پرسولفات و 1/0 گرم سدیم سولفات برای تکمیل پلیمریزاسیون به محلول اضافه و به مدت 4 ساعت در دمای اتاق نگهداری شد.
از عمومی‌ترین روش‌ها برای تعیین سرعت صاف کردن لجن، زمان صاف کردن، مقاومت ویژه در برابر صاف کردن ( Specific Resistance To Filtration :SRF) و زمان مکش مویین CST :Time Suction Capillary )) را می‌توان نام برد .چنانچه جامدات موجود در لجن و ویسکوزیته فیلترشده در نمونه‌ها یکسان باشد، آزمونTTF ،دارای همبستگی با نتایج زمان مکش موئین و مشابه مقاومت ویژه در برابر فیلتراسیون میباشد، با این خصوصیت که تست TTF بسیار ساده‌تر است. از طرف دیگر نتایج حاصل از این آزمون قابل استفاده در دیگر روش‌های آبگیری، به خصوص فیلتراسیون خلأ میباشد.
میزان pH ،غلظت کمک منعقد کننده، سرعت و زمان اختاط تند بهینه با توجه به نتایج داده‌های حاصل از چهار پارامتر زیر انتخاب شد:
- تعیین زمان فیلتراسیون نمونه (TTF ) )زمان لازم جهت صاف نمودن 50 میلی لیتر حجم نمونه)
- تعیین درصد رطوبت کیک لجن حاصل
- تعیین میزان کدورت آب فیلترشده (مبنای میزان مواد خروجی در آب فیلترشده)
- تعیین میزان کل جامدات معلق آب فیلترشده
کارایی منعقد کننده پلی آکریل آمید اصلاح شده با نانو ذرات آلومینیوم اکسید
پلی ,لجن ,آکریل ,آمید ,آبگیری ,استفاده ,پلی آکریل ,آکریل آمید ,کمک منعقد ,آبگیری لجن ,منعقد کننده ,آمینو پروپیل‌تری اتوکسی ,پروپیل‌تری اتوکسی سیلان ,محلول آمینو پروپیل‌تری
درباره این سایت