دمج الحديد صفري التكافؤ النانوي في المواد المسامية المنتظمة كحبيبات قطبية كهربائية لمعالجة المياه الصناعية

الباحث

شيماء طالب كاظم النصراوي

المشرف

غيداء ياسين الكندي - طالب محمد البياتي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / هندسة البيئة

الشهادة

دكتوراه

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Nanoscale zero-valent iron;Mesoporous materials;Granulated electrodes;Industrial wastewater

إن تطور المجتمعات أدى إلى زيادة هائلة في الملوثات المقاومة للتحلل ، والتي تتطلب معالجة خاصة. يصنف الفينول على أنه مادة سامة وخطيرة وملوثات ذات أولوية يجب إزالتها لحماية البيئة. في الآونة الأخيرة ، يهتم جميع الباحثين بإيجاد مادة وتقنية مناسبة وصديقة للبيئة وبسيطة وفعالة من حيث التكلفة لمعالجة المياه ومياه الصرف الصحي. تبحث هذه الدراسة في مسار جديد لتصنيع جسيمات الحديد النانوي عديم (NZVI) slSill باستخدام المستخلص السائل لمخلفات الشاي الاخضر كمادة مختزلة مع كلوريد الحديديك. كذلك تم تصنيع الحديد النانوي المدعم باستخدام الطين الغريني ولاول مرة كمادة مدعمة(1/21/1- (SC تم توصيف الحديد النانوي والحديد النانوي المدعم باستخدام تقنيات مطياف الأشعة تحت الحمراء (FTIR) ، المجهر الالكتروني الماسح (SEM) ، حيود الاشعة السينية (XRD) ، جهد زيتا (Zeta potential) وفحص (BET) تحليل النتائج اثبت بأن اليوليفينول والمواد المضادة للاكسدة الاخرى الموجودة في مخلفات الشاي الاخضر ممكن ان تستخدم كعوامل اختزال خلال عملية تصنيع الحديد النانوي وان الطين الغريني هو مادة مدعمه جيدة. بالإضافة إلى ذلك ، تم الحصول على 374 قيمة (تمثل كل قيمة متوسط نتائج ثلاثة اختبارات) لتحديد أفضل الظروف ٠ وتأثير العوامل التجريبية المتنوعة على معدل إزالة الفينول و COD باستخدام العمليات المقترحة. نسبة الازالة القصوى والتي تحققت عند الظروف المثلى لعملية الامتزاز بواسطة الحديد النانوي والحديد النانوي المدعم كانت 94.8 و 990.1 على التوالي. الازالة القصوى للمتطلب الكيميائي كانت 89.5 و 9984.2 عند استخدام الحديد النانوي والحديد النانوي المدعم على التوالي. أشارت النتائج التي تم الحصول عليها إلى أن عمليات الامتزاز لكل من NZVI و SC-NZVI تم تركيبها جيدًا بواسطة GLa Freundlich casei الخواص الحركية التجريبية تم شرحها lua بواسطة نموذج الدرجة الثانية .تم تحديد المعلمات الديناميكية الحرارية AH?) و 259 و (AG® ل SC-NZVIsNZVI كان الحد الأقصى لمعدل إزالة الفينول و COD باستخدام العملية الكهروكيميائية 82 و 8 على التوالي. تم العمل بنظام الأقطاب الكهروكيميائية الحبيبية الثالثة (GTE) بأقطاب من الألومنيوم كعملية معالجة متقدمة ، وأظهر كفاءة عالية في إزالة مياه الصرف الفينولية في نظام هجين. الظروف التشغيلية المثلى كانت كالتالي : مؤشر الحامضية = 2، زمن التحلل = 30 ads كثافة التيار = 50 ملي امبيراسم” ، المسافة بين الالكترودات = 4 سمء وتركيز الفينول = 0.5 غمالتر. اقصى كفاءة ازالة للفينول بوجود الاقطاب ثلاثية الابعاد بجرعة مقدارها 1غمالتر بالنسبة للحديد النانوي و 1.25 غمالتر بالنسبة للحديد النانوي المدعم هي 96.3 و %98.1 على الترتيب. كذلك كانت اقصى ازالة لمتطلب الاوكسجين الكيميائي تحت نفس الظروف المثلى لازالة الفينول بوجود الحديد النانوي والحديد النانوي المدعم هي 93 و 9,94 على التوالي. مصفى نفط الدورة كان هو المثال التطبيقي لهذا البحث. جميع التجارب المختبرية التي اجريت على عينات مياه مخلفات المصفى اظهرت بان جميع عمليات المعالجة المقترحة تحقق نسب ازالة واطئة ،J ginal بينما بالنسبة للمتطلب الكيميائي، نسب الازالة كانت اعلى من تلك التي تتحقق في محطة معالجة مياه مخلفات مصفى الدورة. تم تكوين موديل احصائي ومعادلة لكل عملية معالجة مقترحة باستخدام برنامج الماتلاب. تم تكوين رسومات العلاقة بين جميع المتغيرات المستقله وتاثيرها على المتغير المعتمد ولكل موديل.

Communities’ development and especially industries led to tremendously increase in persistent pollutants, which require particular treatment. Phenol is classified as priority toxic, hazard, and persistent pollutant that must be removed for environment protection. Recently, all researchers are interested in finding a suitable, ecofriendly, simple, and cost-effective material and technique for water and wastewater treatment. The present research investigated a novel route for the synthesis of nanoparticle zero-valent iron (NZVI) utilizing an aqueous extract of green tea waste as a reductant with ferric chloride. Also, the supported nanoparticle zero-valent iron was synthesized using, may be for the first time, natural silty clay as a support material (SC-NZVI). The NZVI and SC-NZVI were characterized by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), zeta potential (ζ), and Brunauer–Emmett–Teller (BET). The interpretation of the results demonstrated that the polyphenol and other antioxidants in green tea waste can be used as reduction and capping agents in NZVI synthesis, with silty clay an adequate support. Additionally, 374 values (each one represents the average value of three tests) were achieved to determine the best conditions, and the impact of diverse experimental factors on the removal rate of phenol and COD using the proposed processes. The maximum removal rates of phenol at the best conditions, when adsorbed onto NZVI was 94.8% and onto SC-NZVI was 90.1%. The maximum removal rates of COD at the best conditions were 89.5 and 84.2 % for NZVI and SC-NZVI, respectively. The obtained results indicated that the adsorption processes for both NZVI and SC-NZVI well fitted by the Freundlich isotherm model and the experimental kinetics data were good explained by the second-order model. The thermodynamic parameters (ΔH0, ΔS0, and ΔG0) for NZVI and SC-NZVI were determined. The maximum removal rate of phenol and COD using electrochemical process were 82 and 79.8%, respectively. The granular third electrodes (GTE) electrochemical system with aluminum electrodes performed as a tertiary treatment process, and it exhibited high efficiency in removing phenolic wastewater in a hybrid system. The best conditions were as follows: pH = 2, electrolysis time = 30 min for phenol and 35 min for COD, current density = 50 mA/cm2, electrode distance = 4 cm, and phenol concentration = 0.5 g/L. The maximum removal rates of phenol in the presence of a GTE with doses of NZVI = 1 g/L or SC-NZVI = 1.25 g/L were 96.3 and 98.1%, respectively. Also, the maximum removal rates of COD were 93 and 94%. . From all the experiments that have been done on the refinery wastewater samples, all the proposed processes achieved low removal rate of phenol, while for COD, the removal rate was higher than that achieved in Dura refinery wastewater treatment plant. A regression learner model and a regression equation were constructed for each proposed process using MATLAB software. Response surface plots were formed for all the independent variables of each model.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب