پديد آورنده :
شمس الهي، نفيسه
عنوان :
حذف فسفات و نيترات از محلول آبي با استفاده از بيوچار اصلاح شده گياه آزولا
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
محيط زيست - آلودگي هاي محيط زيست
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده منايع طبيعي
صفحه شمار :
چهارده، 75 ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محسن سليماني، نوراله ميرغفاري
توصيفگر ها :
جذب سطحي , زغال هاي زيستي مغناطيسي , عناصر غذايي پر مصرف
استاد داور :
اميدوار فرهاديان، علي رضا سفيانيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/11/27
رشته تحصيلي :
منابع طبيعي
دانشكده :
مهندسي منابع طبيعي
چكيده فارسي :
چكيده غلظتهاي باالي نيترات و فسفات سبب پديده پرغذايي در ساختارهاي آبي ميشوند كه محيطهاي آبي را تحت تأثير قرار داده و كيفيت آب آشاميدني را كاهش ميدهند اخيرا زغال زيستي به سبب ساختار متخلخل هزينه كم مواد خام گسترده و ساختار طبيعي آن به عنوان جاذب براي حذف فسفات و نيترات توجه زيادي را به خود جلب كرده است همچنين تبديل زيست توده گياهان مهاجم به زغال زيستي مي تواند مديريت گياهان مهاجم و حفاظت از محيط زيست را بهبود دهد در اين تحقيق گياه آزوال Azolla pinnata به عنوان يك گياه مهاجم و آسيبرسان به اكوسيستمهاي آبي طي عمل پيروليز در دماهاي مختلف 119 114 و 111 درجه سانتيگراد به زغال زيستي تبديل شد و بعد از انجام اصالحاتي شامل مغناطيسي كردن و عملآوري با اسيد پتانسيل جذب آنها براي حذف فسفات و نيترات از محلول آبي مورد بررسي قرارگرفت زغالهاي زيستي مغناطيسي شده با استفاده از آزوال بهعنوان زيستتوده خام و مگنتيت بهعنوان واسطه مغناطيسي به روش همرسوبي شميايي و پس از آن پيروليز در دماهاي 119 114 و 111 درجه سانتيگراد آماده شد زغالهاي زيستي عملآوري شده با اسيد با همزدن مخلوط زغالهاي زيستي با اسيد هيدروكلريك يك موالر به مدت 4 ساعت و سپس شستشو با آب مقطر براي چندين مرتبه توليد شدند جذب فسفات و نيترات بهوسيله زغالهاي زيستي مغناطيسي و زغالهاي زيستي عملآوري شده با اسيد با استفاده از آزمايشهاي پيمانهاي انجام شد و اثرات مقدار جاذب 0 6 9 4 1 2 7 8 و 3 گرم بر ليتر براي زغالهاي زيستي مغناطيسي و 6 1 7 10 60 10 و 16 گرم بر ليتر براي زغالهاي زيستي عملآوري شده با اسيد pH محلول 6 9 4 1 7 8 3 و 10 غلظتهاي اوليه نيترات 16 11 110 110 116 116 و 119 ميليگرم بر ليتر و فسفات 1 10 10 16 16 19 14 11 12 و 17 ميلي گرم بر ليتر و مدت زمان تماس براي جذب نيترات 1 10 10 16 16 19 14 11 12 و 17 دقيقه و براي جذب فسفات 0 9 2 3 60 10 80 06 و 46 ساعت بررسي شد نتايج نشان دادكه زغال زيستي مغناطيسي شدهي توليدي در دماي 119 درجه سانتيگراد بهترين جذب را براي فسفات نشان داد كارايي جذب فسفات در شرايط بهينه 2 گرم بر ليتر جاذب غلظت اوليه 1 ميليگرم بر ليتر فسفات زمان تماس 46 ساعت و pH محلول معادل 9 باالي 23 درصد بود همچنين نتايج آناليز FTIR ايجاد تركيب جديد اكسيد آهن Fe O P روي سطح زغال زيستي اصالح شده را بعد از جذب فسفات نشان داد زغالهاي زيستي مغناطيسي توليد شده در دماي 119 114 و 111 درجه سانتيگراد به ميزان خيلي كم توانستند نيترات را جذب كنند زغال زيستي توليدي در دماي 111 درجه سانتيگراد بعد از عملآوري با اسيد بهترين جذب را براي نيترات نشان داد كارايي جذب نيترات در شرايط بهينه 10 گرم بر ليتر جاذب غلظت اوليه 16 ميليگرم بر ليتر نيترات زمان تماس 11 دقيقه و pH محلول معادل 9 باالي13 درصد محاسبه شد زغالهاي زيستي توليدي در دماهاي 119 114 و 111 درجه سانتيگراد كه با اسيد عملآوري شده بودند بهطور كلي قابليت جذب فسفات را دارا نبودند همدماهاي حاصل از دادههاي جذب نيترات و فسفات بهوسيله جاذب هاي اصالح شده با مدل فروندليچ بهتر از مدل النگموير برازش يافتند مطالعات سينتيكي نشان داد كه مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم بهترين مدل براي توصيف دادههاي حاصل از جذب نيترات و فسفات بود بهطوركلي نتايج نشان داد كه زغالهاي زيستي اصالح نشده فاقد توانايي براي جذب فسفات و نيترات بودند و اصالح سطحي زغالهاي زيستي ظرفيت جذب نيترات و فسفات را در زغالهاي زيستي اصالح شده به شدت بهبود بخشيد كلمات كليدي آزوال پرغذايي جذب سطحي زغالهاي زيستي مغناطيسي عناصر غذايي پرمصرف
چكيده انگليسي :
72 Removal of nitrate and phosphate from aqueous solutions using modified biochar produced from Azolla Nafise Shamsolahi n shamsolahi@na iut ac ir January 15 2016 Department of Natural Resources Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree MSc Language PersianSupervisor Mohsen Soleimani m soleimani@cc iut ac irSupervisor Nourollah Mirghaffari mnorolah@cc iut ac irAbstractElevated concentrations of nitrate and phosphate cause in eutrophication of natural water bodieswhich affects the aquatic environment and reduces the quality of drinking water Recently biocharhas aroused much attention in nitrate and phosphate removal due to its porous structure low cost extensive row material and nature based structure Beside converting invasive plants into biocharcan improve their management and protect the environment In this research Azolla Azolla pinnata as an invasive plant in aquatic ecosystems has converted to biochar by pyrolyzing under differenttemperatures 300 400 and 500 C and after the surface modifications of biochars using magnetiteimpregnation and acid treatment their potential for adsorption of nitrate and phosphate from water were investigated The magnetic biochar was prepared with Azolla as the raw biomass material andmagnetite as the magnetic medium by a method of chemical co precipitation and subsequentlypyrolyzing under different temperatuures 300 400 and 500 C The acid treated biochars wereprepared by submerging biochars in a 1 0 mol L 1 of HCl solution under stirring for 4 h and thenwere washed with distilled water for several times The adsorbtion of nitrate and phosphate bymagnetic biochars and acid treated biochars were conducted in a batch experiment and the effectsof adsorbents dosage the solution pH initial nitrate and phosphate concentrations and contact timewere investigated The results showed that magnetic biochar at temperature of 300 C was the bestadsorbent of phosphate The phosphate removal efficiency was over 96 under optimal conditions initial phosphate concentration 5 mg P L 1 adsorbent dose 6 g L 1 reaction time 24 h and solutionpH 3 FTIR analysis results also showed that new iron oxides Fe O P were formed on the surfaceof the modified biochar after the adsorption of phosphate The magnetic biochars at temperatures of300 400 and 500 C showed very little sorbtion of nitrate The acid treated biochar at temperature of500 C was the best adsorbent of nitrate The nitrate removal efficiency was over 90 under optimalconditions initial nitrate concentration 25 mg N L 1 adsorbent dose 15 g L 1 reaction time 50 minand solution pH 3 The acid treated biochars at temperatures of 300 400 and 500 C could not adsorbphosphate from water The isotherms of the phosphate and nitrate adsorption by the modifiedbiochars were fitted with Freundlich equation better than the Langmuir equation Kinetic studiesshowed that the pseudo second order was the best fitted model to the nitrate and phosphate sorptiondata Overall the results showed that unmodified biochars could not adsorb nitrate and phosphateand surface modifications of biochars using magnetite impregnation and acid treatment improvedsignificantly the phosphate and nitrate adsorption capacity of the modified biochars Keywords Adsorption Azolla Eutrophication Macronutrients Magnetic biochar
استاد راهنما :
محسن سليماني، نوراله ميرغفاري
استاد داور :
اميدوار فرهاديان، علي رضا سفيانيان
