به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

بهنوش امین زاده

  • سید مصطفی عقیلی*، ناصر مهردادی، محمد علی ززولی، بهنوش امین زاده
    سابقه و هدف
    لجن تصفیه خانه های فاضلاب را می توان با رعایت استانداردهای لازم در کشاورزی به کار گرفت. یکی از آلاینده های شیمیایی که برای سلامت مخاطره آمیز است، فلزات سنگین می باشد. این مطالعه با هدف بررسی میزان فلزات سنگین در لجن آبگیری شده تصفیه خانه فاضلاب شهری، مقایسه آن با استانداردها و لجن سایر تصفیه خانه های فاضلاب کشور انجام پذیرفت.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه تجربی، نمونه های لجن از لجن آبگیری شده تصفیه خانه فاضلاب ساری جمع آوری شد و عملیات نمونه برداری و آنالیز نمونه ها طی چهار فصل در سال 1396با سه تکرار انجام گردید. نمونه ها جهت استخراج فلزات سنگین به روش استاندارد، هضم و آماده سازی شد. میزان فلزات سنگین شامل کادمیوم، سرب، کروم، روی، مس و نیکل توسط دستگاه جذب اتمی اندازه گیری گردید و نتایج با استفاده از نرم افزار SPSS نسخه 24 و آزمون t مورد تحلیل قرار گرفت و با استانداردها مقایسه شد.
    یافته ها
    براساس نتایج این مطالعه، میانگین غلظت کادمیوم، سرب، کروم، روی، مس و نیکل به ترتیب برابر 18/0 ± 3/0، 54/9 ± 81/35، 72/14 ± 55/62، 93/149 ± 950، 45/107 ± 354، 47/18 ± 4/62 میلی گرم بر کیلوگرم وزن خشک بوده است.
    استنتاج
    با توجه به این که مقادیر فلزات سنگین در لجن پایین تر از مقادیر حداکثر مجاز استاندارد 10716 ایران برای کمپوست و سایر استانداردها بوده است می توان لجن آبگیری شده تصفیه خانه فاضلاب ساری را با رعایت سایر پارامترها و انجام عملیات کودسازی در کشاورزی به کار برد.
    کلید واژگان: فلزات سنگین, لجن آبگیری شده, تصفیه فاضلاب شهری
    Seyed Mostafa Aghili Seyed *, Nasser Mehrdadi, Mohammad Ali Zazouli, Behnoush Aminzadeh
    Background and purpose
    Dewatered sludge of sewage treatment plants can be used in agriculture if required standards are followed. Heavy metals are among the chemical pollutants that are hazardous to health. Therefore, the aim of this study was to investigate the amount of heavy metals in dewatered sludge of municipal wastewater treatment plant and compare that with the standards and sludge of other wastewater treatment plants in Iran.
    Materials and methods
    In this experimental study, the sludge samples were taken from the sewage sludge in Sari wastewater treatment plant. Sampling and analysis were done during four seasons with three replicates in 2017. The samples were digested and prepared for extraction of heavy metals using standard method. Heavy metal content including Cd, Pb, Cr, Zn, Cu, and Ni was measured by atomic absorption. Data were analyzed using SPSS V24 applying t-test.
    Results
    The average concentrations of Cd, Pb, Cr, Zn, Cu, and Ni were 0.3 ± 0.18, 35.81 ± 9.54, 62.55 ± 14.72, 950 ± 149.93, 354 ± 107.45, and 62.4 ± 18.47 mg/kg dry weight, respectively.
    Conclusion
    In current study the concentrations of heavy metals in dewatered sludge were below the maximum permissible standard of 10716 Iran for compost and other standards. So, dewatered sludge of Sari wastewater treatment plant can be used in agriculture while following all parameters and composting operations.
    Keywords: heavy metals, dewatered sludge, municipal wastewater treatment
  • امید قاسمی *، ناصر مهردادی، مجید بغدادی، بهنوش امین زاده
    مقدمه
    توسعه فعالیت های نفتی در دریای خزر طی سال های اخیر، سبب آسیب به اکوسیستم این گستره آبی شده است. در پژوهش حاضر، قابلیت جذب نمونه نفتی میدان سردار جنگل دریای خزر با استفاده از گرافیت ورقه ورقه مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.
    روش ها
    جاذب نهایی با طیف سنج Fourier-transform Infrared spectroscopy (FTIR)، آزمایش Brunauer-Emmett-Teller (BET)، طیف سنج Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (Scanning electron microscopy یا SEM) تجزیه و تحلیل گردید. میزان جذب نمونه نفتی با جاذب گرافیت ورقه ورقه به کمک روش وزنی و رویه پاسخ سطح (Response surface methodology یا RSM) در نرم افزار تحلیل داده Design-Expert بررسی شد.
    یافته ها
    گرافیت ورقه ورقه با افزایش تخلخل و انبساط ورقه های گرافیت، می تواند با افزایش ظرفیت جذب، مقادیر بسیار زیادی از مواد نفتی را نسبت به گرافیت ساده از سطح آب جذب نماید. آنالیز ساختار جاذب با استفاده از دستگاه ها و روش های SEM، FTIR، BET و EDS، نشان دهنده ورقه ای شدن و افزایش سطح مقطع جاذب و حجم منافذ و حفرات و در نتیجه، افزایش ظرفیت جذب گرافیت ورقه ای می باشد. اعتبار مدل RSM مورد بررسی و تایید قرار گرفت و شاخص های منتخب (میزان جاذب و میزان نمونه نفتی) با استفاده از این مدل بررسی گردید و نشان داد که ماکزیمم مقدار جذب حدود 6/27 گرم نمونه نفتی با استفاده از 1 گرم جاذب گرافیت ورقه ای بود.
    نتیجه گیری
    استفاده از گرافیت ورقه ای به دلیل سنتز آسان، قیمت پایین و ظرفیت جذب بالا نسبت به گرافیت ساده و دیگر جاذب های پایه کربنی، می تواند به عنوان جاذب مناسبی برای جذب نفت مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: جذب, دریای خزر, گرافیت, لکه های نفتی
    Omid Ghasemi *, Naser Mehrdadi, Majid Baghdadi, Behnoush Aminzadeh
    Background
    In recent years, oil production in Caspian Sea has become a serious environmental impact. In this study, Oil sample sorption, which was explored from Sardar-e-Jangal oilfield in Caspian Sea, by exfoliated graphite, was investigated.
    Methods
    A synthetized absorbent was investigated by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Brunauer– Emmett–Teller analysis (BET), Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and Scanning electron microscopy (SEM). Absorbance efficiency was investigated by gravimetric and response surface methodology using design expert data analysis.
    Findings
    Exfoliated graphite absorbed oil sample from aqueous solution to a great extent due to increasing total pore volume in its structure in comparison with simple graphite. Identified parameters (weight of absorbent and oil) were investigated by response surface methodology and the maximum absorption ratio was 27.6 (gr oil/gr absorbent).
    Conclusion
    Exfoliated graphite, due to being easier to prepare, low cost and high performance in absorption instead of simple graphite and other carbon-based absorbents, could be an appropriate absorbent to remove the oil from the water.
    Keywords: Absorption, Caspian Sea, Graphite, Oil spill
  • حامد حسنلو، علی ترابیان *، ناصر مهردادی، امیررضا کوثری، بهنوش امین زاده
    مقدمه
    هدف از کنترل تصفیه خانه های فاضلاب شهری، اتخاذ الگوریتمی است که در آن فرایند در شرایط عملیاتی مطلوبی کار کند و بدین منظور، به مدل ریاضی فرایند نیاز است. در مطالعه حاضر، پس از بیان مراحل ایجاد مدل شبیه ساز معیار شماره 1 (Benchmark Simulation Model No. 1 یا 1BSM) به صورت گام به گام، روش های عددی مناسب برای حل مدل شبیه سازی ارایه و موثرترین شاخص فرایند جهت ارایه راهبردهای کنترلی مشخص شد و در نهایت، رفتار فرایند در برابر شرایط آب و هوایی متفاوت مورد بررسی قرار گرفت.
    روش ها
    مقادیر اولیه درون رآکتورها و لایه های زلال ساز با حل معادلات حالت هر یک از رآکتورها محاسبه گردید. با استفاده از روش حل عددی ترکیبی Euler و
    Runge Kutta، مدل شبیه ساز 1BSM در نرم افزار MATLAB ایجاد شد و با اعمال شرایط آب و هوایی مختلف، رفتار فرایندی تصفیه خانه مورد بررسی قرار گرفت.
    یافته ها
    به کارگیری بیش از یک نوع روش حل عددی برای حل مدل شبیه سازی، به طور چشمگیری از حجم محاسبات اضافی و زمان می کاهد که این امر در کنترل کننده های پیش بین بسیار حایز اهمیت است. با اعمال راهبردهای کنترلی مختلف، به طور قطع نمی توان کیفیت تمام شاخص های فرایند را به یک میزان بهبود بخشید.
    نتیجه گیری
    شاخص های نیتروژن دار فرایند و به خصوص غلظت نیتروژن آمونیاکی، موثرترین شاخص راهبری فرایند لجن فعال محسوب می شود. این فرایند در برابر شرایط نامتعارف، حدود تخلیه استاندارد 5-day Biological Oxygen Demand (BOD5) ، Chemical Oxygen Demand (COD) و Total suspended solids (TSS) را با اختلاف معنی دار از حد تعیین شده رعایت می کند و تنها در شاخص نیتروژن تخطی وجود داشت. از مدل مفروض که برای نخستین بار در کشور ایجاد شده است، می توان برای مقاصد مختلف در زمینه های شناخت و راهبری فرایند بهره برد.
    کلید واژگان: مدل شبیه ساز, فاضلاب, اغتشاش, راهبری, فرایند تصفیه
    Hamed Hasanlou, Nasser Mehrdadi, Amir Reza Kosari, Behnoush Aminzadeh, Ali Torabian *
    Background
    The main goal of controlling urban wastewater treatment plants is to adopt an algorithm in which the process works in optimal operating conditions. For this purpose, we need to use the process mathematical model. In this study, the steps of building the enchmark Simulation Model No. 1 (BSM1) were presented step by step. Appropriate numerical methods were proposed for solving the simulation model, and the most effective parameter of the process was determined to provide control strategies. Finally, behavior of the process was examined against different weather conditions.
    Methods
    The initial values inside the reactors and the clarifier layers were calculated by solving the state equations of each reactor. Using the Euler and Range Kutta hybrid numerical approach, the BSM1 simulating model was created in MATLAB environment. By applying different weather conditions, the behavior of the treatment process was investigated. Findings: Applying more than one numerical solution to solve the simulation model reduced significantly the amount of additional calculus and time, as a very important item in predictive controlling systems. Make use of different control strategies, necessarily do not improve the quality of all process parameters.
    Conclusion
    Nitrogen-containing parameters, especially ammonia nitrogen, are the most effective control parameters in activated sludge process. This process complies effluents standard limits of chemical oxygen demand (COD), 5- day biological oxygen demand (BOD5), and total suspended solids (TSS) with significant difference. Only in nitrogen parameter, we see some violations of the standard. The model that is created for the first time in the country can be used for different purposes in the fields of process recognition and operation.
    Keywords: Simulation model, Waste water, Disturbance, Operation, Treatment
  • حسین ساسانی، ناصر مهردادی، بهنوش امین زاده، افشین تکدستان
    سابقه و هدف
    برکه های تثبیت یکی از فرآیندهای متداول تصفیه فاضلاب به ویژه در مناطق گرمسیر می باشد. هدف از این مطالعه بررسی اثر تعداد بافل ها و سطح رشد چسبیده در بهبود بازدهی این فرآیند در حذف کلی فرم ها بوده است.
    مواد و روش ها
    این مطالعه تجربی در مقایس پایلوت و در مجاورت تصفیه خانه فاضلاب شهر اهواز انجام شد. پایلوت این تحقیق از یک سیستم شاهد و سه سیستم دیگر تشکیل شد. در سیستم شاهد دو برکه به صورت سری به هم متصل شدند. چیدمان و ابعاد سه سیستم دیگر مشابه سیستم شاهد بود با این تفاوت که برکه های سایر سیستم ها به بافل و مدیای با بستر ثابت مجهز شدند. در مدت چهار ماه قابلیت سیستم ها در حذف کلی فرم ها در زمان ماندهای مختلف ارزیابی و ثابت مرگ باکتری ها در هر برکه تعیین شد.
    یافته ها
    در مدت نمونه برداری با میانگین زمان ماند 7/8 روز، بازده حذف کلی فرم ها در سیستم شاهد به طور میانگین 69 درصد و در سیستم های دو، سه و چهار بافل به ترتیب 80، 84 و 86 درصد تعیین گردید. میانگین ثابت مرگ باکتری ها در برکه اول سیستم شاهد 11/0 بر روز و با افزایش تعداد بافل ها و بسته های مدیا به دو، سه و چهار به ترتیب 16/0، 17/0، 18/0 بر روز به دست آمد. به علاوه این ثابت در برکه دوم بیش تر از برکه اول به دست آمد.
    استنتاج: استفاده از بافل و مدیای با بستر ثابت بازده کلی حذف کلی فرم ها را بهبود داد . اثر سیستم دو و سه بافل در حذف کلی فرم ها نسبت به سیستم شاهد قابل توجه و در قیاس با سیستم چهار بافل، از نظر اقتصادی موجه تر بود.
    کلید واژگان: برکه های تثبیت, رشد چسبیده, بافل, کلی فرم ها
    Hossein Sasani, Naser Mehrdadi, Behnoush Aminzadeh, Afshin Takdastan
    Background and
    Purpose
    Waste stabilization pond is one of the conventional wastewater treatment processes especially in warm climate regions. This study investigated the effect of baffle and attached growth on improvement of coliform removal efficiency.
    Materials And Methods
    This research was carried out in pilot scale adjacent to wastewater treatment plant in Ahvaz, Iran. The pilot composed of a control system and three other systems. In control system two ponds were serially connected. Dimension and configuration of other three systems were similar to those of the control system. However, the ponds in these systems were equipped with various baffles and fixed bed media. Within four months, the capability of each system in coliform removal was evaluated in various detention times and coliform die-off coefficient (Kb) of each pond was determined.
    Results
    During sampling with average detention time of 8.7 day, the average of coliform removal was 69% in control system, while it in two, three and four baffles system these values were 80, 84 and 86%, respectively. Also, Kb20 average in the first pond of control system was 0.11 d-1 and in other systems with increasing of baffles and media packages number to two, three and four it increased to 0.16, 0.17 and 0.18 d-1, respectively. Furthermore, Kb20 in second pond was higher than first pond of each system.
    Conclusion
    Use of baffles and fixed bed media improved coliform removal efficiency. The efficiency of two and three baffles system was more than that of the control system and was found to be better than four baffles system technically and economically
    Keywords: waste stabilization ponds, attached growth, baffle, coliform
  • محمود مزرجی*، محمد صبوحی، بهنوش امین زاده، مجید بغدادی، علیرضا پرداختی
    حضور نیترات در آب های زیرزمینی در دو دهه گذشته، نگرانی های زیادی را برای مدیران و نیز مصرف کنندگان آب به ویژه در بخش شرب و بهداشت ایجاد کرده است. از میان روش های مختلف حذف نیترات، استفاده از روش جذب به علت بازدهی بالا و همچنین ملاحظات اقتصادی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، از کربن فعال صنعتی با اندازه دانه های 4/0 تا 59/0 میلی متر (مش 30-40) به عنوان جاذب اولیه به منظور حذف نیترات از محیط آبی استفاده شد. به منظور افزایش راندمان حذف نیترات این جاذب، چند مرحله بهینه سازی شیمیایی مختلف- شامل اسیدشویی، شستشو با سدیم هیدروکسید، اصلاح با پلیمر کاتیونی- در نظر گرفته شد. شستشو با سدیم هیدروکسید به همراه اصلاح با سورفکتانت کاتیونی سیتیل تری میتیل بروماید بیشترین راندمان حذف نیترات را در بین دیگر روش های به کار رفته از خود نشان داد. پس از مشخص شدن موثرترین روش تصفیه نهایی، آزمایش های جذب-واجذب گاز نیتروژن، FTIR، SEM برای تعیین مشخصات فیزیکی- شیمیایی و ویژگی سطح کربن فعال انجام شد. آزمایش های سینتیک نشان داد که جذب در مدت زمان 120 دقیقه به حالت تعادلی خود رسیده و معادله سینتیکی شبه درجه دوم بیشترین مطابقت رابا داده ها داشت. بیشترین جذب نیترات در حدود 34/15 میلی گرم برگرم با پیروی از ایزوترم لانگمیر به دست آمد. ارتباط زیادی بین جذب نیترات و تغییرات pH مشاهده نشد. بیشترین کاهش در جذب نیترات در حضور یون سولفات و سپس به ترتیب برای یون های کلراید، فسفات و کربنات مشاهده شد. می توان گفت که جاذب تصفیه شده با روش شستشو با سدیم هیدروکسید به همراه اصلاح سورفکتانت کاتیونی دارای توانایی قابل ملاحظه ای به منظور جذب نیترات است.
    کلید واژگان: جذب, نیترات, تصفیه نهایی, سورفکتانت کاتیونی, کربن فعال, تصفیه نهایی قلیایی
    Mahmoud Mazarji *, Mohammad Sabouhi, Behnoush Amin Zadeh Gohar Rizi, Majid Baghdadi, Alireza Pardakhti
    The presence of nitrate in groundwater resources has instigated increasing concerns among both managers and users of, especially, drinking and sanitation water. From among the different nitrate removal methods, the adsorption method has attracted more attention thanks to its high removal efficieny and economical operation. Commercial activated carbon ranging in mesh size from 30‒40 was utilized to remove nitrate from an aqueous solution. In order to enhance nitrate uptake, different acid, alkaline, and cationic surfactant post-treatments were examined. Alkaline post-treatment followed by cationic surfactant modification was found to yield the best efficiency. FTIR, SEM, and N2 adsorption/desorption were carried out to determine the physical and chemical properties of activated carbon. Kinetic tests revealed that adsortption reached its equilibrium state after 12 hiurs and that the pseudo-second order and Freundlich models. Based on the Langmuir model, maximum adsorption capacity was found to be 15.34 and pH had an insignificant effect on nitrate adsorption. Moreover, the highest decline in nitrate adsorption was observed in the presence of sulfate followed by chloride, phosphate, and carbonate. Based on the results obtained, the modified activated carbon accompanied by washing with sodiuym hydroxide and modified cationic surfactant post-treatment might be recommended for use in adsorption processes as a promising innovative technology for nitrate removal from drinking water.
    Keywords: Adsorption, Nitrate, Cationic, Post-Treatment, Surfactant, Activated Carbon, Alkaline Post-Treatment
  • سعید اسکندری *، علی ترابیان، غلامرضا نبی بید هندی، مجید بغدادی، بهنوش امین زاده
    فیلترهای شنی بخش ضروری فرایند های تصفیه متعارف اند. ذرات سیلیس فیلترهای تند شنی در حذف مواد آلی محلول، پتانسیل کمی دارند. با ایجاد پوششی از نانولوله های کربنی روی ذرات سیلیس، نه تنها می توان مشکلات استفاده از نانولوله های کربنی در حالت دوغابی را برطرف کرد، بلکه می توان پتانسیل فیلتر ها را در حذف مواد آلی محلول افزایش داد. در این تحقیق از روش های فیزیکی و شیمیایی برای پوشش نانولوله کربنی روی سیلیس استفاده شده است. بررسی استحکام پوشش نشان می دهد که برخلاف پیوند فیزیکی، پیوند شیمیایی دارای استحکام قوی بین بستر و پوشش است. عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی از بستر سیلیس نشان می دهد نانولوله های کربنی به صورت غیریکنواختی روی ذرات سیلیس پوشش یافته اند. نتایج جذب نشان می دهد با ایجاد پوشش روی سیلیس، میزان حذف هیومیک اسید ها از 1 درصد سیلیس خام به بیش تر از 70 درصد رسیده است. مطالعات احیا در محیط های قلیایی نشان دهنده شرایط بهینه واجذب در مدت زمان 30 دقیقه و در pH=13 است، به طوری که ظرفیت جذب بعد از 5 سیکل متوالی احیا در مقادیر مناسبی باقی مانده و به حدود 40 میلی گرم به گرم رسیده است.
    کلید واژگان: سیلیس, فیلتر شنی, مواد آلی, نانو لوله کربنی
    Saeed Skandari *, Ali Torabian, Gholamreza Nabi Bidhendi, Majid Baghdadi, Behnoush Aminzadeh
    Introduction
    Conventional water treatment consist of unit processes include coagulation, flocculation, clarification, filtration and disinfection that goal is removal of turbidity, color and certain bacterial species. In filtration process flocculated substances that have not removed in pervious stage are sediment. Filter media is often silica sand that removal mechanism is complex and consists of mechanical filtration, sedimentation, adsorption, chemical and biological oxidation. The effective removal mechanism in filtration process is adsorption. Two basic factors for adsorption are van der walls force and mass attraction. Sometimes for quantifying and qualifying upgrading of filters, we use other media such as granular activated carbon and anthracite, that in these cases filters have dual media. Activated carbons (ACs) are effective adsorbents in water treatment, because of high removal capability toward soluble and particulate pollutants but slow adsorption kinetics and difficulty for regeneration limited extensive application. Todays, progresses in new technology result in production of other carbon structures such as carbon nano tubes (CNTs). CNTs with mesopore structures and diameter about 2 - 50 nanometer have high potential in organic materials and pathogens removal. Removal of organic matters with carbon nano tubes are in groups such as organic dyes, pharmaceutical, pesticides, phenol, aromatic amines and natural organic matters. Adsorption mechanisms of CNTs are driving including hydrophobic effect, π–π interaction, π–π electron-donor-acceptor (EDA) interaction, electrostatic interaction and hydrogen bonding. Although good potential in organic removal, using in slurry state is a problem that it is necessary to remove CNTs in final treatment. So, if we can capable to deposition these CNTs on media, we can solve this problems. One way to use is deposition of CNTs on silica sand. Although silica sand has adsorption capability, with deposition of CNTs it can remove soluble organic matters. Similar to this coating graphene oxide (GO) was deposited on silica gel that new adsorbent used for mercury and rodamin B removal in batch and continues experiments. One of the shortages in this research was inattention in stability of coating. In other research, pristine single wall carbon nanotube was coated on silica sphere and a method based on non-covalent bonding was represented. The result of this research shows that, bonding has a strong stability.
    Methods
    In order to deposition of CNTs on silica sand, physical and chemical processes were used. In physical process heat and in chemical process covalent bonding is effective factors for bonding. Materials that used in this research are carbon nano tube (purchased from nanosov), hydrochloric acid37% (Merck, Germany), nitric acid 65% (Merck, Germany), silica sand (gift from Tehran pars plant) and 3(triethoxysilyl) - prophylamin (Merck, Germany). Whereas heating may reinforce the bonding between carbon nano tube and silica sand, define temperatures was used to evaluate temperature effects.
    For evaluating adsorption effects, 4 parameters (pH, adsorbent dose, adsorbate dose and contact time) was investigated. In this study initial pH at neural condition, initial adsorbent in 5-40 gr, initial adsorbate in 2- 12 mg /l and contact time in 10 – 60 minutes was adjusted. For preparation different concentration of TOC a 1000 mg/l stock solution of TOC was prepared and TOC analyzer (model -VCSH, Shimadzu, Japan) for determination of TOC was used.
    For reversibility of humic acid from surface of new adsorbent adsorption/desorption studies was investigated. So in some series 20 g of engineered nano adsorbent was entered in 200 ml solution of humic acid with initial TOC of 10 mg/l and when adsorption process was equilibrated the adsorption capacity was measured. After that the new adsorbent was poured in 200 ml solution that pH was adjusted from 10-13 with 0.05 and 2 molar NaOH to attain optimum pH. Also desorption time for 10-50 minutes for evaluating optimum time was done. Finally desorption process at 25ºc, 120 rpm and for 5 cycles was repeated.
    Results And Discussion
    Investigation method of chemical bonding The method of chemical deposition is establishment of covalent bonding between amin groups of silica and hydroxyl groups of oxidized carbon nano tube. So first, silica sand is hydrolyzed to active OH groups. Then silica sand and amin prophyl is combined to produce NH2 groups and finally oxidized carbon nano tubes and amin groups of silica sand is heated to be resulted –NH groups that is a strong bonding.
    Stability of MWCNTs coated on sand
    To investigate stability of MWCNTs coated on sand, ultrasound method was used. Ultrasounds are mechanical waves with high power that disperse in adsorbent to detach CNTs from surface of silica sands. These waves have 40 khz dispersion power frequency. So 6 samples (firstly physical and chemical samples, physical and chemical samples was heated in oven in 100ºc and physical and chemical samples was heated in oven in 200ºc) was putted in the ultrasound bath for 30 min and after that samples was dried and it was seen that physical deposition has not stability and the MWCNTs coated on sand detached from silica sand, but chemical deposition has a strong stability and in samples that was putted it in 200ºc in oven, this stability is very permanent that demonstrate high temperatures has good effects on stability.
    SEM of MWCNTs coated on sand
    SEM was used to detect possible morphological changes in pristine and oxidized MWCNTs and also for watching surface of silica sand and MWCNTs coated on silica sand. According to SEM, oxidized MWCNTs with nitric acid, some bundle appear exfoliated and curled and a major alteration of the structural integrity of MWCNTs is observed and length of tube was shortened. On the other side, observation of CNTsand illustrate a non uniform coating of MWCNTs on silica sand that completely differ from surface of silica acid treatment.
    Investigation potential of CNTsand in removal of organic matter
    Although MWCNTs potential in removal of organic matter has been demonstrated in some previous research, in this study humic acid was used for index of organic matter to define capability of this adsorbent. So response surface methodology was used for experiment design and initial concentration of adsorbent, adsorbate and contact time was investigated and 20 experiments were defined. According to response from RSM- X/M (mg/g) – with increasing in contact time and decreasing in adsorbent dose the adsorption capacity was increased. Also with increasing in contact time and increasing in adsorbate dose, adsorption capacity is increased that be because of increasing in adsorbate collision with adsorbent. The equilibrium time is about 60 minutes and adsorption capacity at equilibrium time is reached to above 70 mg/g
    Regeneration of adsorbent
    To evaluating regeneration of adsorbent the adsorption/desorption process was investigated. Data obtained indicate at pH =10 the regeneration efficiency is about 26.3% and increases up 75.7% at pH=13. Also 30 minutes is the best time for regeneration time and after 5 cycles of regeneration, the adsorption capacity is about 40 mg/g.
    Conclusion
    Although silica sand is not applicable to removal of soluble organic matter, but by deposition of carbon nano tubes onto its surface, it can capable to remove this organics. Stability investigations indicate that physical coating has a week bonding between silica sand and carbon nano tubes. In chemical bonding that establish a covalent bonding between silica sand and carbon nano tubes, bonding has a strong stability. Scanning electron microscopy (SEM) on silica surface reveals a non uniform coating of carbon nano tubes on silica sand. Determination of TOC shows in sample with CNTsand , adsorption capacity is higher than to 70% and in sample with raw sand is less than 1%. Regeneration studies indicate that the optimum pH is 13 and optimum time for desorption is 30 minutes. Also after 5 cycles of regeneration the adsorption capacity is about 40 mg/g. These experiment show that the new adsorbent - CNTsand - has a good potential in organic matter removal and regeneration process is simple.
    Keywords: sand filter, silica, carbon nanotube, organic
  • بهنوش امین زاده، علی ترابیان، علی اکبر عظیمی، غلامرضا نبی بیدهندی، ناصر مهردادی، سیدمیثم فدایی
    دنیتریفیکاسیون اتوتروفیک مصرف کننده گوگرد تحت شرایط مختلف فاضلاب مصنوعی از نظر قلیاییت و ماده آلی، در بیورآکتور با بستر ثابت و جریان رو به بالا درمقیاس آزمایشگاهی مورد ارزشیابی قرار گرفت. قطر دانه های گوگرد 6/5-8/2 میلی متر و تخلخل بستر 40% بود. برای کشت و تکثیردنیتریفایرها از لجن تصفیه خانه فاضلاب شهرک قدس استفاده شد. در ابتدا با تغییر غلظت نیترات ورودی، نسبت های استویکیومتری سولفات تولید شده و قلیاییت مصرف شده به ازای نیتروژن نیترات حذف شده به ترتیب برابر با 05/7 و 92/2 میلی گرم بر میلی گرم به دست آمد. تحت شرایط قلیاییت کافی، نیترات با غلظت ورودی650 میلی گرم در لیتر برحسب نیتروژن و بار حجمی 792/0کیلوگرم نیتروژن نیترات درمتر مکعب در روز، به طور کامل حذف شد. با کاهش قلیاییت ورودی به مقادیری کمتر از نیاز استویکیومتری آن در دنیتریفیکاسیون اتوتروفیک، کارآیی حذف نیترات رو به کاهش گذاشت تا در قلیاییت 810 میلی گرم در لیتر برحسب کربنات کلسیم، به 2/60% رسید. دراین وضعیت ماده آلی متانول از غلظت 248 تا 743 میلی گرم در لیتر معادل 20 الی 60 در صد نیاز استویکیومتری آن در فرایند دنیتریفیکاسیون هتروتروفیک، به خوراک ورودی اضافه شد. با افزودن متانول، نسبت های استویکیومتری فوق روند نزولی پیدا کرد و در نهایت به ترتیب به حدود 66/2 و صفر رسید. همزمان با کاهش سولفات تولید شده و قلیاییت مصرف شده، کارآئی حذف نیترات و متانول ورودی تقریبا به 100% رسید و pH و کدورت خروجی افزایش یافت. مجموعه این تغییرات بروقوع همزمان دنیتریفیکاسیون هتروتروفیک و اتوتروفیک مصرف کننده گوگرد صحه گذاشت و نشان داد که افزودن مقادیر کنترل شده ماده آلی به فاضلاب های با قلیاییت کم، می تواند ضمن تامین قلیاییت، عملکرد دنیتریفیکاسیون اتوتروفیک مصرف کننده گوگرد را بهبود بخشد.
    کلید واژگان: دنیتریفیکاسیون اتوتروفیک مصرف کننده گوگرد, هتروتروفیک, نیترات, ماده آلی, قلیاییت, فاضلاب
    Sulfur utilizing autotrophic denitrification synthetic wastewater in up flow packed --bed reactor was evaluated under different concentrations of alkalinity and organic matter. The reactor was filled with granular elemental sulfur particles with diameters of 2.8-5.6 mm and porosity of 40%. The initial culture was prepared from sludge of Shahrak Ghods wastewater treatment plant. First, the stoichiometry ratios,? SO4/?NO3-N (sulfate produced to nitrogen nitrate removed) and? ALK. /?NO3-N (alkalinity consumed to nitrogen nitrate removed) were determined 7.05 and 2.92 mg/mg respectively by varying the influent nitrate concentration. Under sufficient alkalinity, complete nitrate removal occurred with 650 mg NO3-N/lit influent nitrate concentration and 0.792 Kg NO3-N/(m3-day) volumetric loading rate. As influent alkalinity decreased to values less than stoichiometry requirements, the nitrate removal efficiency decreased to a final percentage of 60.2% at 810 mg/lit alkalinity as CACO3. Under this condition, organic matter (methanol) was added to feed at concentrations of 247, 494 and 741 mg/lit, equivalent to 20%, 40% and 60% of stoichiometry requirements for heterotrophic denitrification. Results showed that by increasing the methanol concentration, the above stoichiometry ratios decreased to a final ratio of 2.66 and 0. 04 respectively and the overall nitrate efficiency increased up to 100%. Increasing effluent pH and turbidity (as an indirect determinant of effluent biological mass) and almost complete removal of influent methanol was also observed. All these changes imply the co-occurrence simultaneous sulfur based autotrophic and heterotrophic denitrification in bio reactor and show that the addition of controlled concentrations of organic matter to high nitrate wastewater with insufficient alkalinity not only compensates for the lack of alkalinity but also improves the performance of sulfur utilizing autotrophic denitrification
  • محمد غفارزاده، علی ترابیان، بهنوش امین زاده
    در تحقیق حاضر بهینه سازی شرایط عملکرد بیوراکتورهای دنیتریفیکاسیون با بستر ثابت و جریان رو به بالا مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از یک راکتور مکعب مستطیلی شکل در مقیاس آزمایشگاهی که از ورقه های موج دار از جنس PVC پر شده بود، استفاده شد. جهت تامین میکروارگانیسم از یک راکتور SBR بی هوازی جهت القای باکتری استفاده گردید و پس از یک ماه چرخش خوراک راکتور آماده بهره برداری شد. باکتری کشت داده شده در این تحقیق سودوموناس الکالی ژنز بود.
    آزمایش ها نشان داد که در محدوده زمان ماند هیدرولیکی مورد آزمایش (از نیم ساعت تا 48 ساعت) مقادیر درصد حذف نیترات با غلظت ورودی 100 میلی گرم در لیتر بسیار بالا (حداقل به میزان 93% با غلظت خروجی 9/6 میلی گرم در لیتر) و مستقل از این پارامتر می باشد. در صورتی که در مورد COD باقی مانده، اثر افزایش زمان ماند هیدرولیکی در درصد حذف این پارامتر محسوس تر بود (حداقل به میزان 80% با غلظت 25 میلی گرم در لیتر). در مورد نیتریت (محصول واسطه واکنش دنیتریفیکاسیون) در زمان های ماند هیدرولیکی بیشتر از یک ساعت غلظت این پارامتر از حد چند صدم میلی گرم در لیتر فراتر نرفت. در صورتی که در زمان ماند هیدرولیکی نیم ساعت، مقدار غلظت به نحو شدیدی رو به افزایش گذاشت. بر اساس نتایج حاصله با افزایش نسبت C/N (با استفاده از اتانل به عنوان ماده کربنی) درصد حذف نیترات بالا رفته و غلظت نیتریت و COD باقی مانده کاهش می یابد. مقدار بهینه C/N (در زمان ماند هیدرولیکی یک ساعت و غلظت نیترات ورودی به میزان 100 میلی گرم در لیتر) برابر با 6/1 به دست آمد. در این نسبت غلظت نیترات، نیتریت و COD باقی مانده در خروجی به ترتیب برابر با مقادیر 7/3، 3/7 و 09/0 میلی گرم در لیتر اندازه گیری شد.
    این تحقیق هم چنین نشان می دهد که گرچه با افزایش غلظت نیترات ورودی غلظت نیترات خروجی زیاد می شود، ولی بازدهی حذف نیترات تقریبا ثابت می ماند. (با 2% اختلاف حداکثر به میزان 96%). این مسئله در مورد نیتریت مشاهده نشد. غلظت نیتریت باقی مانده در خروجی به نحو شدیدی متاثر از غلظت نیترات ورودی بود که این مشکل با بهینه سازی زمان ماند هیدرولیکی راکتور مرتفع شد در مجموع بهینه سازی شرایط بیودنیتریفیکاسیون منجر به کسب نتایج موفقیت آمیزی در حذف نیترات از آب آشامیدنی شد.
    کلید واژگان: دنیتریفیکاسیون, راکتورهای با بستر ثابت, آب آشامیدنی, نیترات, نیتریت, بهینه سازی
    Ghaffarzadeh, M., Torabiana., Aminzadehb.
    In this research, optimization of biological denitrification upflow fixed bed reactors was studied.A rectangular shape bench scale reactor filed with PVC corrugated plate was used. Our result showed that a minimum of 93 percent nitrate removal for a range of reactor detention time from 0.5 to 48 hours were achieved while the influent nitrate concentration was 100 mg/L. It means, nitrate removal/efficiency is independent of these parameters.Increasing of hydraulic detention time had more effect on effluent residual COD and nitrite concentration (denitrifiction product).It was found for detention time of more than one hour, nitrite concentration was about less than one ppm.Decreasing of hydraulic detention time to less than 0.5 hour caused a significant increase in effluent nitrite concentration. Our results also indicated that with increasing C/N ratio nitrate removal percentage increased and nitrite residual and also COD concentration decreased in effluent.Optimum C/N ratio (for hydraulic detention time equal to one hour and influent nitrate concentration equal to 100 mg/L) were found to be equal to 1.6. Considering this ratio, residual nitrate and COD concentration were determined. 3.7, 7.3, 0.09, mg/L respectively.This study also showed that with increasing nitrate concentration in influent, effluent nitrate concentration increased but nitrate removal efficiency almost remain constant. This was not observed for effluent nitrite. Effluent nitrite concentration is strongly under influence of influent nitrate concentration. This problem can be solved by reactor detention time modification. In summary, modification of operational condition of denitrification reactor has a significant effect on nitrate removal rate.
  • دنیتریفیکاسیون آب آشامیدنی با استفاده از راکتورهای بیولوژیک با بستر ثابت و جریان رو به بالا
    علی ترابیان، محمد غفارزاده، بهنوش امین زاده
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال