دانلود پایان نامه ارشد : مطالعه آزمایشگاهی حذف کادمیوم از آب آشامیدنی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی شیمی

عنوان : مطالعه آزمایشگاهی حذف کادمیوم از آب آشامیدنی

 دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

 پایان ­نامه کارشناسی ارشد در رشته­ ی مهندسی شیمی

  مطالعه آزمایشگاهی حذف کادمیوم از آب آشامیدنی

 استاد راهنما

دکتر عبدالمحمد علمداری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)چکیدهدر این پژوهش فرایند حذف کادمیوم از آب آشامیدنی به روش همرسوبی کربنات کلسیم مطالعه شد. امروزه آلودگی آب­های طبیعی با فلزات سنگین، به دلیل اثرات مخربی که بر موجودات زنده می­گذارد موجب نگرانی بسیاری از کشورهای جهان شده است. کادمیوم از طریق فاضلاب­ها و فرسایش سنگ­های معدنی و پساب­های واحدهای صنعتی وارد آب آشامیدنی می­شود. در این تحقیق حذف کادمیوم از نمونه آب سنتزی حاوی ppm968/0 کادمیوم در کریستالیزور همزن­دار از طریق فرایند همرسوبی با کربنات کلسیم بررسی شد. در نهایت میزان حذف کادمیوم با روش همرسوبی کربنات کلسیم از یک نمونه واقعی و با استفاده از پساب یک واحد صنعتی به عنوان واکنشگر استفاده شد. آزمایشات نشان داد که 8/95% حذف کادمیوم در 4=pH، زمان تزریق 40 دقیقه، دور همزن rpm200، غلظت واکنشگرهای 1 مولار و دمای 20 درجه سانتی­گراد به دست آمد. میزان حذف برای نمونه واقعی با غلظت ppm05/0 کادمیوم، 96% شد. میزان حذف کادمیوم با استفاده از پساب واحد صنعتی به عنوان واکنشگر 1/96% بود. نتایج آزمایشات نشان داد که حدود 15% حذف کادمیوم در اثر جذب و 85% آن به صورت حبس مکانیکی در شبکه کریستالی کربنات کلسیم بود و روش همرسوبی با کربنات کلسیم برای حذف کادمیوم تا زیر حد مجاز در ایران (ppm01/0) روشی مناسب و اقتصادی است.کلمات کلیدی: حذف کادمیوم، همرسوبی، کربنات کلسیم، آب آشامیدنی
فصل اول: مقدمه
1-1- پیشگفتار ...................................................2
1-2- معرفی کادمیوم ......................................................3
1-2-1- خواص فیزیکی کادمیوم .......................................3
1-2-2- کاربردهای کادمیوم ..................................................4
1-2-3- منابع آلوده­کننده آب .................................................4
1-2-4- مواجهه انسان با آلودگی کادمیوم ............................................................................5
1-2-5- اثرات کادمیوم بر روی سلامتی .................................7
1-3- کربنات کلسیم .....................................................................8
1-3-1- شکل­های کریستالی کربنات کلسیم ........................9
1-4- کریستالیزاسیون .............................................................15
1-4-1- فوق اشباعیت ........................................................15
1-4-2- مکانیسم تشکیل بلور ............................................18
1-4-3- مکانیسم رشد بلور ...................................................21
1-4-4- عوامل تجربی تعیین کننده اندازه ذرات ...........................................22
1-4-5- اثر اختلاط بر فرایند تبلور .......................................................23
1-4-6- ترسیب ..................................................................................24
1-4-7-  صاف کردن و شستشوی رسوب ..............................................25
فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته
عنوان   صفحه
2-1- پیشگفتار ............................................................27
2-2- تکنیک­های حذف کادمیوم ...........................................28
2-2-1- روش­های شیمیایی ...........................................28
2-2-2- همرسوبی ............................................................34
2-2-3- تکنیک جداسازی غشا ...............................................37
2-2-4- تکنیک تبادل یونی ............................................39
2-2-5- تکنیک استخراج با حلال ......................................................43
2-2-6- تکنیک جذب .......................................................................62
2-3- نتایج ................................................................................80
فصل سوم: آزمایشگاهی
3-1- شرح دستگاه آزمایش ..................................................84
3-2- روش تهیه محلول­های آزمایش ...............................................87
3-3- روش آزمایش .................................................87
3-4- دستگاه­های آنالیز استفاده شده در آزمایشات ....................................................................90
3-4-1- دستگاه جذب اتمی .........................................................90
3-4-2-  میکروسکوپ الکترونی روبشی .........................93
3-4-3- طیف سنج پراش اشعه ایکس ......................................94
فصل چهارم: بحث و نتیجه­ گیری
4-1- تاثیر pH ...............................................................97
4-2- تاثیر شدت جریان تزریق .............................................99
4-3- تاثیر شدت همزدن ............................................................................100
4-4- تاثیر غلظت واکنشگرها ....................................................101
4-5- تاثیر غلظت اولیه کادمیوم ................................................102
4-6- تاثیر دما ............................................................103
4-7- تاثیر جابجایی واکنشگرها .....................................................105
عنوان   صفحه
4-8- تاثیر حضور و عدم حضور دانه­های اولیه ..............................................................................106
4-9- اثر افزایش کربنات آمونیوم به جای کربنات سدیم ...........................................................107
4-10- اثر استفاده از پساب یک واحد صنعتی .............................................................................108
4-11- تعیین مکانیسم همرسوبی ....................................................109
4-12- ضریب توزیع .............................................................110
4-13- سختی آب ..........................................................................112
4-14- حذف کادمیوم از نمونه واقعی .....................................113
4-15- عکس­برداری SEM ......................................................114
4-16- آنالیز XRD .................................................................117
4-17- درصد خطا آزمایش­ها ...............................................119
فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات
5-1- نتیجه­گیری کلی ........................................................................121
5-2- پیشنهادات ...........................................................................123
فهرست منابع و مآخذ
منابع فارسی .......................................................................124
منابع انگلیسی .................................................................125
- پیشگفتارحفاظت از محیط زیست که نسل امروز و نسل­های آینده باید در آن حیات اجتماعی رو به رشد داشته باشند یک وظیفه عمومی تلقی می­گردد. انواعی از آلودگی­ها در آب خروجی از کارخانه­ها، نیروگاه­ها و پالایشگاه­ها وجود دارد. به همین دلیل باید نسبت به سیستم­های آبی، انواع منابع آلوده­کننده، اثرات آلودگی، روش­های دفع آلودگی و روش­های پیشگیری از آلودگی اطلاع کافی در دسترس جامعه باشد (Manahan, 2004).امروزه آلودگی آب­های طبیعی با فلزات سنگین اثرات بالقوه سمی بر موجودات زنده می­گذارد. شهرنشینی و توسعه کشت و صنعت منجر به آلودگی آب با فلزات سنگین می­شود (Ghaedi et al., 2010; Silva et al., 2009).چگالی فلزات سنگین بیشتر از 5 گرم بر سانتی­متر مکعب یا 5 برابر چگالی آب است. برای مثال چگالی کادمیوم 7/8 گرم بر سانتی­متر مکعب می­باشد در حالی که چگالی کلسیم و باریم به ترتیب 55/1 و 6/2 گرم بر سانتی­متر مکعب­ است. محدودیت منابع آبی، کمبود بارندگی، خطر بحران کم آبی و اهمیت بازیابی مجدد آب از یک سو و افزایش آلودگی آب­های سطحی و زیرزمینی به وسیله فلزات سنگین از سوی دیگر، یافتن راه حل­های قابل قبول زیست محیطی را در جهت حذف این مواد از منابع آبی ضروری می­سازد (Mohammad and Shashi, 2001).کادمیوم برای انسان مضر است و به اندام­هایی مثل کلیه­ها، کبد و ریه­ها آسیب می­رساند (Pourreza and Ghanemi, 2010). پساب­های صنعتی مهم‌ترین منابع آلوده­کننده­ی محیط زیست هستند، به عنوان مثال باتری­ها، رنگ‌دانه‌ها، پوشش فلزات، پلاستیک، کودهای شیمیایی و خالص­سازی سنگ معدن روی، سرب یا مس از جمله آلوده­کننده­های محیط زیست است (Chamjangali et al., 2010).1-2- معرفی کادمیومکادمیوم فلزی با عدد اتمی 48، عدد جرمی 41/112، حالت اکسیداسیون 2+ و از نظر شیمیایی شبیه به فلز روی (Zn) است (WHO, 2011). کادمیوم معمولا در محیط زیست به صورت خالص وجود ندارد بلکه به صورت یک ماده معدنی در ترکیب با سایر عناصر مانند اکسیژن (اکسید کادمیوم)، کلر (کلرید کادمیوم) و گوگرد (سولفید کادمیوم و سولفات کادمیوم) وجود دارد. کادمیوم اغلب در طبیعت به صورت کمپلکس­های اکسیدی، سولفیدی و کربناتی در سنگ­های معدن مس، سرب و روی وجود دارد. ترکیبات کلریدی و سولفیدی کادمیوم به راحتی در آب حل می­شوند. شناسایی نوع ترکیب کادمیوم برای پیشگیری از خطر ابتلا به عوارض نامطلوب بهداشتی حائز اهمیت است (Taylor et al., 1999).1-2-1- خواص فیزیکی کادمیومکادمیوم فلزی سفید رنگ و نرم با دانسیته­ی 64/8 گرم بر سانتی­متر مکعب، نقطه­ی ذوب 9/320 درجه سانتی­گراد، نقطه­­ی جوش 765 درجه سانتی­گراد در فشار 100 کیلو پاسکال و محلول در اسید نیتریک رقیق و اسید سولفوریک غلیظ است .(WHO, 2011)1-2-2- کاربردهای کادمیومفلز کادمیوم بیشتر به عنوان ضد زنگ و آبکاری فولاد به کار می­رود. سولفید کادمیوم (CdS) و سلمید کادمیوم (CdSe) به عنوان رنگینه در پلاستیک مورد استفاده قرار می­گیرد. ترکیبات کادمیوم در باتری­های الکتریکی، ترکیبات الکترونیکی و راکتورهای هسته­ای نیز کاربرد دارد (WHO, 2011).1-2-3- منابع آلوده­کننده­ی آبآب آشامیدنی آبی است که ویژگی­های فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و رادیواکتیو آن در حدی باشد که مصرف آن جهت آشامیدن عارضه سوئی در کوتاه مدت یا دراز مدت برای سلامت انسان ایجاد نکند (موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، 1388(. آلودگی آب عبارت است از تغییر مواد محلول یا معلق، تغییر درجه حرارت و دیگر خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی در حدی که برای مصرف آب مقرر شده است غیر مفید سازد (ماده 1 آیین نامه جلوگیری از آلودگی آب، 1373(. منابع مستقیم کادمیوم موجود در آب عبارتند از فاضلاب­ها، ذرات معلق موجود در هوا و منابع غیر مستقیم عبارتند از شستشوی کانی­هایی که در اثر هوازدگی به وجود آمده­اند، لجن فاضلاب­ها، محل­های تخلیه مواد زائد همراه آب­های زیر زمینی و سطحی (Merian, 1991).کودهای شیمیایی تولید شده از سنگ‌های فسفات یک منبع مهم پخش کننده­ی آلودگی کادمیوم به شمار می­رود. حلالیت کادمیوم در آب تا حد زیادی به اسیدی بودن محلول بستگی دارد و با افزایش خاصیت اسیدی آب، ترکیبات کادمیوم به شکل رسوب و معلق در آب به راحتی حل می­شوند .(WHO, 2011)تعداد صفحه : 150قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید