پديد آورنده :
قزل سفلي، فاطمه
عنوان :
كاهش نيترات در محلولهاي آبي با استفاده از بيوچار گياه وتيور در دو حالت طبيعي و اصلاح شده
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
آبياري و زهكشي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 90ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
جهانگير عابدي كوپايي
استاد مشاور :
مهران شيرواني
توصيفگر ها :
نيترات , بيوچار , بيوچار اصلاح شده , هيدروكلريك اسيد , جذب , آزمايش پيمانهاي , آزمايش ستون
استاد داور :
سعيد اسلاميان، حسين شريعتمداري
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/12/05
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/12/06
چكيده فارسي :
چكيده افزايش جمعيت همگام با گسترش فعاليت هاي كشاورزي و صنعتي موجب شده است كه تقاضا براي آب افزايش يافته و در نتيجه منابع آب با كيفيت مطلوب به اوج بهرهبرداري خود برسند و فشار بيش از اندازه به منابع آبي كشور وارد آيد همچنين افزايش آلودگي آبهاي سطحي و زيرزميني به نيترات يافتن راه حلهاي قابل قبول زيست محيطي را براي حذف اين مواد از منابع آبي ضروري ميسازد روش جذب سطحي معمولترين روش براي جذب آاليندههاي آب با استفاده از جاذبهاي متخلخل مانند بيوچار كربن فعال سيليسيم دي اكسيد آلومينيوم فعال و كانيهاي رسي ميباشد در اين تحقيق از جاذب بيوچار توليد شده از گياه وتيور در حالت طبيعي و اصالحي با اسيد كه قادر به جذب تركيباتي از جمله آنيونها نيز ميباشد استفاده شد بيوچارها به دليل سطح ويژه زياد ساختار متخلخل ظرفيت تبادل كاتيوني زياد و از طرف ديگر هزينه كم جاذب هاي مناسبي براي حذف آاليندههاي آب مي باشند در اين پژوهش بيوچار طبيعي وتيور NVB و بيوچار وتيور اصالح شده با هيدروكلريك اسيد MVB براي حذف نيترات از محلولهاي آبي مورد استفاده قرار گرفت روشهاي FTIR SEM و BET و پارامترهاي pH و CEC براي مشخصهيابي جاذب بيوچار مورد استفاده قرار گرفتند و قابليت اين ماده به عنوان جاذب با تغييرات غلظت اوليه نيترات مقدار جاذب زمان تماس و pH محلول نيترات مورد بررسي قرار گرفت در آزمايش پيمانه اي pH محلول برابر 5 7 زمان تعادل 072 دقيقه و جرم بهينه جاذب برابر 5 0 گرم بهدست آمد با افزايش غلظت اوليه نيترات از 02 تا 061 ميليگرم در ليتر بازدهي جذب نيترات از 6 78 به 5 85 درصد كاهش يافت مدلهاي همدماي جذب النگموير فروندليچ بر دادههاي جذب نيترات برازش داده شد از بين اين مدلها مدل النگموير بهترين برازش را بر دادههاي جذب نيترات نشان داد و حداكثر جذب پيشبيني شده از مدل النگموير 13 01 ميليگرم بر گرم بهدست آمد مدلهاي سينتيك شبه مرتبه اول شبه مرتبه دوم پخشيدگي درون ذره اي تابع تواني و الوويچ براي توصيف دادههاي سينتيك جذب نيترات مورد استفاده قرار گرفت مدل الوويچ بهترين برازش را بر داده هاي جذب نيترات به وسيله بيوچار اصالح شده داشت كه نشان مي دهد جذب شيميايي مكانيسم كنترل كننده سرعت است براي تكميل بررسيها روي جاذب معرفي شده آزمايشهاي ستوني با ورود پيوسته محلول نيترات به ستون جاذب تا زمان رسيدن جاذب به حد اشباع انجام شد آزمايشهاي ستوني با ورود پيوسته محلول نيترات نشان دادند كه حداكثر ظرفيت جذب ستون براي حذف نيترات در ستون جاذب با قطر 2 سانتيمتر 5 سانتيمتر بيوچار طبيعي و اصالح شده 4 سانتيمتر شن در باالي بيوچار و 4 سانتيمتر در پايين ستون قرار گرفت غلظت ورودي 05 و 001 ميليگرم در ليتر و دبي ثابت در نظر گرفته شد در ستون حاوي بيوچار طبيعي غلظت خروجي تغيير زيادي نداشت درحالي كه در ستون حاوي بيوچار اصالح شده غلظت خروجي كاهش چشمگيري داشته و در حالت بهينه برابر 4 0 ميليگرم در ليتر براي غلظت 05 ميليگرم در ليتر و 61 0 ميليگرم در ليتر براي غلظت 001 ميليگرم در ليتر بهدست آمد نتايج آزمايش هاي ستوني نشان مي دهد با افزايش غلظت محلول نيترات ظرفيت جذب بيشتر شد ولي زمان اشباع شدن جاذب كاهش يافت نتايج اين تحقيق نشان داد كه بيوچار اصالح شده با هيدروكلريك اسيد HCl قابليت زيادي در حذف نيترات از محلولهاي آبي دارا ميباشد كلمات كليدي نيترات بيوچار بيوچار اصالح شده هيدروكلريك اسيد جذب آزمايش پيمانهاي آزمايش ستون
چكيده انگليسي :
Nitrate reduction in aqueous solutions using plant Vetiver biochar in two natural and modified conditions Fatemeh Ghezelsofla January 25 2020 Department of Water Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Jahangir Abedi koupai koupai@ cc iut ac irAbstractPopulation growth coupled with the expansion of agricultural and industrial activities has led to increased demand forwater and as a result peak utilization of high quality water and excessive pressure on the country s water resources Increasing contamination of surface and groundwater with nitrate ions also necessitates finding environmentallyacceptable solutions to remove these substances from water sources Surface adsorption is the most common methodfor adsorption of water pollutants using porous adsorbents such as biochar activated carbon silicon dioxide activatedaluminum and clay minerals In this study biochar adsorbents produced from waterborne and acid modified biomasswere used to adsorb compounds such as anions Biochar due to its high surface area porous structure high cationexchange capacity and low cost are good adsorbents for the removal of water pollutants In this study naturalbiochemical biochar from Vetiver plant NVB and hydrochloric acid modified biochar MVB were used to removenitrate ions from aqueous solutions SEM FTIR and BET methods and pH and CEC parameters were used tocharacterize biochemical adsorbents and their potential as adsorbents were evaluated by changes in initial nitrateconcentration adsorbent amount contact time and pH of the nitrate solution In the modular experiment the pH of thenitrate solution was 7 5 the equilibrium time was 270 minutes and the optimum adsorbent mass was 0 5 g Increasingthe initial nitrate concentration from 20 to 160 mg l reduced the nitrate uptake efficiency from 87 6 to 58 5 Langmuir adsorption isotherm models were fitted to the nitrate adsorption data Among these models the Langmuirmodel showed the best fit for the nitrate adsorption data and the maximum predicted adsorption from the Langmuirmodel was 10 31 mg g Pseudo first order pseudo second order kinetics models intraparticle diffusion powerfunction and Elovich were used to describe the nitrate adsorption kinetics data The Elovich model fitted best to thebiochar modified nitrate adsorption data indicating that chemical adsorption is the rate controlling mechanism Tocomplete the investigations on the introduced adsorbent column experiments were carried out by the continuousintroduction of nitrate solution into the adsorbent column until the adsorbent reached saturation Column experimentswith continuous inlet nitrate solution showed that the maximum adsorption capacity of the column for removal ofnitrate ions was in the adsorbent column with 2 cm diameter 5 cm natural and modified biochar 4 cm sand above thebiochar and 4 cm below the column When input concentrations were 500 and 100 mg l as constant discharge in thenatural biochar column the output concentration did not change significantly whereas in the modified biochar column the output concentration was significantly reduced and it was obtained that it is optimally equal to 0 4 mg l for theconcentration of 50 mg l and 0 16 mg l for the concentration of 100 mg l The results of column experiments showedthat the adsorption capacity increased with increasing concentration of nitrate solution but the adsorbent saturationtime decreased The results of this study showed that hydrochloric acid HCl modified biochar has a high potential forthe removal of nitrate from aqueous solutions Keywords nitrate biochar modified biochar hydrochloric acid adsorption modular test column test 89
استاد راهنما :
جهانگير عابدي كوپايي
استاد مشاور :
مهران شيرواني
استاد داور :
سعيد اسلاميان، حسين شريعتمداري
