تصفیه تکمیلی شیرابه با استفاده از فرایند قتوکاتالیستی نانو ذرات tio2

سرانه تولید زباله در ایران 700 گرم به ازای هر نفر در روز بوده که بیشترین اجزای آن را مواد آلی فساد پذیر (60 تا 70 درصد) تشکیل می دهد. شیرابه از تجزیه مواد آلی و یا از منابع خارجی مثل زهکش آبهای سطحی، آب باران، آبهای زیرزمینی که وارد زباله می شوند، بوجود می آید. در این تحقیق تصفیه تکمیلی شیرابه کمپوست با استفاده از نانو ذرات tio2 تثبیت شده بر بستر بتنی و تحت تابش مستقیم نور uv، مورد بررسی قرار گرفته است. رآکتور مورد استفاده در این پژوهش از نوع batch بوده و از بتن سبک حاوی دانه های لیکا با ابعاد 10*10*30 سانتی متر ساخته شد. شیرابه مورد استفاده نیز از خروجی تصفیه خانه کارخانه کمپوست گرگان تامین گردید. در این فرایند از لامپ های uv-c با شدت تابش های مختلف در محدوده mw.cm-2 9/8 – 42/4 که در فاصله ثابت 10 سانتی متر از سطح شیرابه قرار داشت استفاده شد. در ابتدا به منظور تعیین تاثیر هریک از پارامترهای اصلی موثر در فرایند، آزمایش ها در شرایط تاریکی مطلق، بستر بتنی بدون پوشش نانو ذرات و اشعه uv تنها انجام و نتایج حذف cod به ترتیب برابر 5، 0 و 6 درصد حاصل شد. در نهایت با بهینه سازی فرایند حداکثر حذف cod به میزان 62% در 5ph=، زمان ماند 18 ساعت، پوشش دهی نانو ذرات به میزان 60 گرم بر متر مربع و با استفاده از لامپ uv با توان 77 وات حاصل شد. سپس با نرم افزار design expert به طراحی آزمایش پرداخته شد و تاثیر همزمان عوامل موثر مورد بررسی قرار گرفت. در این قسمت راندمان حذف cod و رنگ اندازه گیری شد و شرایط بهینه مربوط به حداکثر حذف همزمان cod و رنگ در 6/5= ph، نانو ذرات 45 گرم بر متر مربع و زمان ماند 21 ساعت تعیین شد. در این شرایط میزان حذف cod و رنگ به ترتیب 58 و 35 درصد پیش بینی شد. با انجام آزمایشات تائید در شرایط فوق میزان حذف cod و رنگ به ترتیب 59 و 33 درصد حاصل شد که در محدوده قابل قبول پیش بینی شده توسط طرف نرم افزار قرار دارد. دوام پوشش نانو ذرات بر کف بتنی با 20 بار تکرار آزمایش مورد بررسی قرار گرفت که میزان حذف cod به 35 درصد کاهش یافت. همچنین با انجام آزمایش gc-mass ترکیبات واسطه مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت آزمایش در شرایط بهینه انجام شد و میزان حدف بار آلی (bod) مورد بررسی قرار گرفت، میزان حذف bod در این شرایط 60 درصد بود.