تولید نانوذراتنیمه هادی فلزی به دلایل فنی، اقتصادی و زیست محیطی، مورد توجه قرار دارد.درسال¬های اخیر استفاده از روشهای بیولوژیکی برای تولید نانوذرات توسط محققین مورد توجه قرار گرفته¬است.این روش¬ها بسیاری از مشکلاتیکه روش¬های فیزیکی و شیمیایی از جمله تولید محصولات جانبی،مصرف بالای انرژی ومشکلات محیط زیستی را که داشتند برطرف میکند. در این تحقیق، از باکتری باسیلوس سوبتیلیس به عنوان میکروارگانیسم واز محلول سولفات کادمیوم به عنوان منبع یون¬های کادمیوم برای تولید نانوذرات اکسید کادمیوم استفاده شد. ابتدا بر روی محیط کشت مناسب و رشد حداکثری میکروارگانیسم مطالعه شد. پس از رشد میکروارگانیسم، مقداری از محلول نمک سولفات کادمیوم به محیط کشت به نحوی اضافه شد که غلظت در انتها 003/0 مولار شد. چون نانوذرات به صورت درون سلولی تولید شدند، از روش¬های مختلفی مانند سانتریفیوژ و حرارت دهی،جهت جدا کردن نانوذرات از سلول استفاده شد. برای شناسایی و تعیین مشخصات نانوذرات اکسید کادمیوم از آنالیزهای مختلفی از جمله آنالیز فرابنفش-مرئی، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، تفرق اشعه ایکس، کاهش وزن حرارتی، طیف نگاری پراکنش اشعه ایکس، کالریمتری روبشی تفاضلی و میکروسکوپ الکترونی عبوری کمک گرفته شد. ابعاد ذرات ایجاد شده بین 4 تا 6 نانومتر بودند.

در تحقیق حاضر، رفتار جذب و جداسازی گزینشی غشاهای قالب مولکولی (mims) نانوحفره برای آلاینده های آلی زیست محیطی مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه فنل و مشتقات آن از آلاینده های مهم منابع آب محسوب می شوند، جهت سنجش عملکرد mim به عنوان یک فناوری جدید، بر روی آلاینده های مذکور تمرکز گردید. میکرو/ نانوذرات پلیمر قالب مولکولی (mip) توسط پلیمریزاسیون رسوبی با استفاده از فنل به عنوان مولکول الگو تهیه، سپس به طور یکنواخت با نسبت های جرمی مختلف در پلی سولفون (psf) پراکنده شد تا غشاهای پلیمری قالب مولکولی هیبریدی (hmip) به صورت صفحه تخت از طریق روش تغییر فاز توسط رسوب گذاری غوطه وری شکل گیرد. mip و mim های سنتز شده توسط آزمایش- های پیوند ناپیوسته، تشخیص و گزینش پذیری مورد ارزیابی قرار گرفتند و معادله اسکاچارد جهت تجزیه و تحلیل ویژگی های پیوند شیمیایی آن ها به کار گرفته شد. به علاوه، مورفولوژی آن ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) و آنالیز برونر- امت- تلر مورد مطالعه قرار گرفت. میکرو/ نانوکره های پلیمری متخلخل قالب مولکولی با میانگین اندازه ذرهnm 200، متوسط قطر حفرهnm 8 و مساحت سطح ویژهm2/g 51 بدست آمد. همچنین، خصوصیات پلیمر و غشاهای سنتزی توسط طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) مشخص گردید. ظرفیت جذب تعادلی mip و mim بهینه در غلظتmg/l 2000 از محلول آبی فنل به ترتیب به 75/9 وmg/g 66/01 رسید و فاکتور گزینش پذیری mip بهینه نیز برابر 3/57 تعیین شد. جداسازی محلول آبی فنل و نیز غلظت یکسان از مشابه ساختاری آن (کتکول) در دستگاه اچ سل، حداکثر فاکتور جداسازی برای mim را برابر 2/19 نشان داد. در نهایت، شار عبوری و عملکرد تراوایی غشاهای مختلف توسط سیستم فیلتراسیون انتها بسته تست گردید.

در این تحقیق کارکرد راکتور ناپیوسته متوالی برای تصفیه مواد آلی در یک سیستم هوادهی با جریان برگشتی گاز خروجی مورد بررسی قرار گرفت. برای جلوگیری از تغییر ترکیب فاضلاب ورودی از فاضلاب مصنوعی استفاده شد. میزان رشد میکروارگانیسم ها در اتانول با غلظت های اولیه 5/0، 2 و4 گرم بر لیتر درحالت بسته به ترتیب 75/2، 98/3 و 12/4 گرم بر لیتر و در حالت باز به ترتیب 5/2، 66/2 و 39/2 گرم بر لیتر بود در حالیکه رشد میکروارگانیسم ها برای تولوئن در غلظت های اولیه 5/0 و 1 گرم بر لیتر در حالت بسته به ترتیب 659/0 و 81/0 گرم بر لیتر و در حالت باز 12/3 و 19/6 گرم بر لیتر بدست آمد. به طور خلاصه نتایج نشان-دهنده تاثیر مثبت هوادهی بسته بر حذف اتانول و تاثیر منفی بر حذف تولوئن بود.

حذف آلودگی دی سولفید اویل از خاک آلوده به آن با استفاده از روش زیست سالم سازی مورد مطالعه قرار گرفت و تاثیر فرآیند الکتروکینتیک بر زیست سالم سازی پیشنهاد گردید. گونه باسیلوس سوبتیلیس به عنوان میکروارگانیسم استفاده شد. تاثیر رطوبت، زمان و غلظت دی سولفید اویل در خاک در روش زیست سالم سازی مطالعه گردید. نتایج آزمایشگاهی برای زیست سالم سازی در سولفید اویل نشان داد، درصد حذف آن در دمای 30 درجه سانتیگراد و رطوبت 26%، بعد از گذشت 6 روز، به 67% رسید. با توجه به پیشنهاد تاثیر الکتروکینتیک بر زیست سالم سازی دی سولفید اویل، دانسیته جریان بهینه اندازه گیری شد. دانسیته جریان بهینه در حدود ma/cm2 82/1 تا 42/2 بود. آزمایش های تلفیق دو روش زیست سالم سازی و الکتروکینتیک در زمان های مختلف و دانسیته جریان بهینه صورت پذیرفت. غلظت دی سولفید اویل و رطوبت به ترتیب، l /g. dry soilµ 20 و 26% بود. درصد حذف دی سولفید اویل طی 2 روز به 61% رسید.مقایسه تلفیق دو روش زیست سالم سازی و الکتروکینتیک با روش زیست سالم سازی نشان داد، تلفیق دو روش با هم درصد حذف دی سولفید اویل را افزایش می دهد.

روش بیولوژیکی حذف نیترات بدلیل هزینه ی عملیاتی پایین و بازده بالا ترجیح داده می شود. در کاربرد روش بیولوژیکی، دو فرآیند لجن فعال و بایوفیلم مورد استفاده قرار می گیرند. در دنیتریفیکاسیون، میکروارگانیسم از منبع کربن آلی برای بیوسنتز و انتقال الکترون به منبع نیترات استفاده می کند و انرژی لازم برای بقا را بدست می آورد. در این فرآیند نیترات پذیرنده ی الکترون می باشد و به گاز نیتروژن کاهیده می شود. در این پایان نامه تاثیر منابع کربن خارجی مختلف بر فرآیند دنیتریفیکاسیون در سیستم بایوفیلم آزموده شد و نتایج مورد مقایسه قرار گرفت. در ستون های pvc استوانه ای که به عنوان بیوراکتور و ذرات شن بعنوان پر کننده مورد استفاده قرار گرفتند، تغییر منبع کربن،نسبت c/n و غلظت نیترات اولیه بررسی شدند. منابع کربن استات سدیم، متانول (منبع کربن خارجی متداول در دنیتریفیکاسیون)، گلیسرول و گلوکز بعنوان منابع کربن محلول در آب و روزنامه، کاه و خاک اره بعنوان منابع کربن جامد مورد آزمایش قرار گرفتند. برای هرکدام از منابع کربن، غلظت نیترات در سه سطح و با غلظت های اولیه ی ppm 150، ppm 450 و ppm 700 مورد آزمون و مقایسه قرار گرفتند. برای منابع کربن استات سدیم، متانول، گلیسرول و گلوکز تغییر نسبت nc از مقدار 2 به 3 صورت پذیرفت تا تاثیر این فاکتور تعیین گردد. با بررسی نتایج حاصل، مشخص شد که بهترین نتیجه با منبع کربن گلوکز و با بازده دنیتریفیکاسیون 99% بدست آمده است و در حالت کلی نتایج مربوط به منابع کربن محلول بهتر بود. با وجود رنگی بودن خروجی ستون شامل منبع کربن کاه، بدلیل بازده مناسب این منبع کربن ارزان قیمت نسبت به منبع کربن متداول متانول در غلظت های پایین نیترات، این منبع کربن پیشنهاد می شود. تاثیر نسبت nc قابل ملاحظه بود که با افزایش در این فاکتور بهبود قابل توجهی در دنیتریفیکاسیون مشاهده شد. افزایش غلظت نیترات ورودی تاثیر منفی بر فرآیند داشت و باعث کاهش بازده می شد.