آلاینده های زیست محیطی به خصوص در هوا یکی از بزرگترین مشکلات بشری در عصر حاضر می باشد. اثرات زیانبار این آلاینده ها بر سلامت انسانها از یک طرف، تغییرات حاصل در آب و هوا و محیط زیست از طرف دیگر باعث شده است که مبارزه با این آلاینده ها اهمیت بالایی پیدا کند. در این راستا روشهای بیولوژیکی به دلیل کارآیی بالا و هزینه کم توجه بیشتری را به خود جلب کرده اند و به همین لحاظ طی تحقیق حاضر با استفاده از فرآیند بیوفیلتراسیون به بررسی امکان تخریب ماده خطرناک وینیل کلراید از جریان هوا پرداخته شد. سیستم مورد بررسی شامل سه بیوفیلتر به صورت سری-موازی بود که دسترسی به جریان مواد غذایی و رطوبت برای تمام نقاط بستر را فراهم می کرد. بیوفیلترهای به کار رفته از نوع بیوفیلتر چکنده بوده و یک جریان مایع به صورت پیوسته در بستر برقرار شد. مخلوط گرانول کربن فعال و ورمی کمپوست به عنوان حامل بستر مورد استفاده قرار گرفت. میکروارگانیسم فرآیند از مخلوط دو نوع لجن فعال، یکی مربوط به پتروشیمی آبادان و دیگری مربوط به پالایشگاه اصفهان تهیه شد. ابعاد بیوفیلتر در مقیاس نیمه صنعتی بوده و جریان مایع و گاز به صورت هم جهت از بالا به پایین برقرار شدند. در طول آزمایش متغیرهای سیستم از قبیل دما، افت فشار، ph، شدت جریانهای مایع و گاز و نیز غلظتهای ورودی و خروجی به هر ستون اندازه گیری گردید. نتایج بدست آمده حاکی از آن بود که در طول دوره 110 روزه، سیستم موفق به حذف بیش از 35% از وینیل کلراید ورودی شد، که با در نظر گرفتن تخریب پذیری پایین ترکیبات آلی کلردار، این مقدار قابل ملاحظه است. مقادیر ظرفیت حذف بیشینه برای هر سه ستون محاسبه شد که برای ستون های اول، دوم و سوم، به ترتیب برابر 0.8، 0.45 و 5/0 gr/m3.hr بود. این مقادیر ظرفیت حذف به ازای زمان ماند بستر خالی حدود یک دقیقه و دبی جریان حجمی گاز ورودی حدودm3/hr 0.45 بدست آمده اند. همچنین با بررسی اثر طول بستر بر میزان بازده حذف این نتیجه حاصل می شود که افزایش طول بستر باعث افزایش بازده حذف و کاهش غلظت گاز خروجی از بستر خواهد شد. نتایج حاصل از آزمایش تعیین میزان یون کلر موجود در جریان مایع برگشتی از ستونها نشان داد که در طی سه روزmg cl-/lit 18 به میزان کلر موجود در مخزن افزوده می شود. محاسبات تئوری موازنه جرم کلر حول بیوفیلتر نیز موید این نتیجه بود. مجموع آزمایشات صورت گرفته بیان می کنند که میزان حذف وینیل کلراید حدود 35% مربوط به تخریب زیستی بوده است.

هیدروژن مهمترین منبع انرژی است که دارای مزیت تجدید پذیری بوده، مسئله آلودگی هوا و دیگر مشکلات زیست محیطی را ندارد. فرایندهای تخمیری برای تولید بیولوژیکی هیدروژن نسبت به فرآیندهای دیگر بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. کار انجام شده، به دو بخش اصلی و تکمیلی تقسیم میشود. در بخش اصلی از گلوکز و در بخش تکمیلی از فروکتوز، ساکرز و نشاسته به همراه محیط کشت معدنی، به عنوان سوبسترا استفاده شد. مخلوط میکروبی مورد استفاده در این کار، از بخش لجن بیهوازی تصفیه خانه آب و فاضلاب جنوب اصفهان، تهیه شد. 10 عملیات پیشفراوری مختلف، متشکل از 4 عملیات اصلی و 6 عملیات دیگر که ترکیبی از عملیات اصلی بوده انتخاب شد که عبارتند از: 1) اسیدی(a)، 2) بازی(b)، 3) گرمایش(c)، 4) سرمایش(d)، 5)ab، 6)ac، 7)ad، 8)bc،9)bd و10)dc . روش a بیشترین درصد هیدروژن را در میان این 10 عملیات پیشفراوری داشته، لذا از عملیات a به عنوان مبنای کار در مراحل بعدی استفاده شد. در بخش آزمایشهای اصلی از سه پارامتر دما، ph و نسبت f/m (gcod/gvss)به عنوان سه پارامتر مستقل، جهت بررسی سه پارامتر وابسته 1)بازده هیدروژن تولیدی ((mlh2/gglu)y)، 2)سرعت تولید هیدروژن ((ml/h)r) و 3)بازده مصرف سوبسترا (s.d) استفاده شد. از طراحی آزمایش استفاده شده و مقدار بهینه برای سه پارامتر وابسته، بدست آمد. با انتخاب مقادیرc°026/30t=، 27/7 ph= و 788/1f/m=، بیشترین مقدار برای سرعت تولید هیدروژن در مقدار 55/6=r و با انتخاب مقادیر c°96/30 t=، 8ph= و 25/0f/m=، بیشترین مقدار برای بازده تولید هیدروژن در مقدار 64/18=y و نیز با انتخاب مقادیرc°35/30t=، 496/7 ph=و 25/0f/m=، بیشترین مقدار برای بازده مصرف سوبسترا در مقدار 8/98%=s.d حاصل شد. سه اسید فرار(اسید استیک، بوتریک اسید و پروپیونیک اسید) به همراه اتانول طی فرایند هضم تولید شد. بوتریک اسید بیشترین غلظت و پروپیونیک اسید کمترین غلظت را در میان اسیدهای تولیدی، داشت. در بخش تکمیلی ابتدا مقادیرc°31t= ، 5/7ph= و 25/0f/m= به عنوان مقدار بهینه، برای هر سه پاسخ r، y و s.d انتخاب شد. سپس آزمایش های تکمیلی برای قندهای گلوکز، فروکتوز، ساکرز و نشاسته، همانند آزمایش های اصلی در نقطه بهینه انجام شد. به منظور مقایسه نتایج از پاسخ rاستفاده شد. ترتیب قندها بر اساس مقدار تجربی r از بیشینه به کمینه عبارت است از: 1) گلوکز، 2) فروکتوز، 3) ساکرز و 4) نشاسته. در مقایسه آزمایش های اصلی با آزمایش تکمیلی برای گلوکز، خطای مقدار پیش بینی شده توسط نرم افزار برای r (65/5) با مقدار تجربی آن(95/4)، در نقطه بهینه ای که آزمایش های تکمیلی نیز در آن انجام شد، 4/12% بوده که این مقدار قابل قبول می باشد.

تحقیقات گسترده ای جهت تبدیل ترکیبات آلی موجود در پساب صنایع به بیوگاز و دست یابی به یک منبع تجدید پذیر انرژی در حال انجام است. پساب صنایعی چون صنایع غذایی، لبنیات و شکر حاوی ترکیبات آلی بالایی به منظور تولید بیوگاز می باشند. هضم بی هوازی یکی از روش های متداول جهت تولید بیوگاز از اینگونه پساب ها به شمار می رود. در این پروژه از پساب صنعت خمیرمایه که حاوی ترکیبات آلی بالایی (cod حدود mg/lit 10000) می باشد جهت تولید بیوگاز استفاده شد. پساب خمیرمایه حاوی ترکیبات بازدارنده فعالیت میکروارگانیسم های هضم بی هوازی می باشد که باعث کاهش بازدهی تولید بیوگاز از این پساب می شوند و بعضاً سیستم را با اختلال مواجه می کنند. ترکیبات فنولی و آمونیاک آزاد از مهم ترین این ترکیبات به شمار می روند که در پساب خمیرمایه یافت می شوند. روش های بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی متنوعی جهت حذف این ترکیبات تا کنون بکار گرفته شده است که در این پروژه از روش شیمیایی آهک زنی به این منظور استفاده شد و شرایط متفاوت دما، ph و مدت زمان آهک زنی بر میزان حذف ترکیبات بازدارنده و بازدهی تولید بیوگاز مورد بررسی قرار گرفت. طی فرآیند آهک زنی، ترکیبات بازدارنده با ca(oh)2 تشکیل کمپلکس های نامحلول داده و به شکل رسوب از محیط حذف می شوند. تمامی آزمایشات تولید بیوگاز درون بطری های شیشه ای 118 میلی لیتری به عنوان راکتور batch انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین بازدهی تولید بیوگاز مربوط به نمونه ای بود که در دمای 20 درجه ی سانتی گراد و 11= ph و بلافاصله پس از آهک زنی (مدت زمان آهک زنی برابر صفر) جهت تولید بیوگاز استفاده گردید و این مقدار برابر ml ch4/g cod 425 بدست آمد. پس از آن بیشترین بازدهی مربوط به نمونه ای بود که به مدت 2 ساعت در 10= ph در همین درجه حرارت آهک زنی گردید و این مقدار برابر ml ch4/g cod 37/410 می باشد. اما بازدهی مطلق نمونه با10= ph بیشترین مقدار و برابر 06/3 لیتر متان به ازای واحد حجم پساب خام بدست آمد این در حالی است که این مقدار برای نمونه با11= ph برابر 71/2 بدست آمد و علت این موضوع حذف کمتر ترکیبات آلی در10=ph می باشد.

تبدیل کاتالیستی نفتا یکی از فرآیندهای مهم در تبدیل نفتا با عدد اکتان پایین به بنزین با عدد اکتان بالا است. راکتورهای واحد تبدیل کاتالیستی قلب واحد هستند. در این پایان نامه واحد تبدیل کاتالیستی پالایشگاه های اصفهان، تبریز و کرمانشاه با استفاده از چهار نوع سینتیک اسمیت، استیجپویک و همکارانش، پادماواسی و چادری و همچنین آنچیتا و ژوارز مدل سازی شده است. تعداد راکتورها در واحد تبدیل کاتالیستی پالایشگاه کرمانشاه سه و در پالایشگاه های تبریز و اصفهان چهار عدد است. قدر مطلق درصد خطای نسبی دما و ترکیب درصد بین نتایج حاصل از مدل و اطلاعات صنعتی با استفاده از سینتیک های استیجپویک، پادماواسی و آنچیتا کمتر از 3 می باشد. قدر مطلق درصد خطای نسبی دما و ترکیب درصد محصول خروجی با استفاده از سینتیک اسمیت حدود 8 درصد است. نتایج حاصل از مدل سازی نشان می دهد که شیب تغییرات دما و غلظت مواد در هر یک از راکتورها با سینتیک های استیجپویک و پادماواسی یکنواخت است و شیب تغییرات مذکور با استفاده از سینتیک های اسمیت و آنچیتا در ابتدای راکتور تند و در انتهای راکتور ملایم است. با استفاده از ژنتیک الگوریتم و مدل سازی های صورت گرفته روی سینتیک های ذکر شده نحوه توزیع بهینه کاتالیست در راکتورهای واحد تبدیل کاتالیستی پالایشگاه کرمانشاه به ترتیب 19، 29و52 درصد و در واحد تبدیل کاتالیستی پالایشگاه های اصفهان و تبریز به ترتیب 9، 17، 27و47 درصد است. به مرور زمان و در اثر عوامل مختلف مانند کک گرفتگی میزان فعالیت کاتالیست ها کاهش می یابد، برای غلبه بر افت فعالیت کاتالیست و تولید بنزین با عدد اکتان مناسب به مرور زمان دمای ورودی به راکتورها افزایش داده می شود. با استفاده از اطلاعات فرآیندی و مدل های ارائه شده میزان فعالیت کاتالیست ها در هر زمان و دمای مشخص با استفاده از ژنتیک الگوریتم ارائه شده است. میزان فعالیت به صورت ضریبی در هر یک از واکنش ها تعریف شده است. نهایتا? میزان فعالیت کاتالیست ها به صورت تابع نمایی از زمان و دما مشخص شده است.

صمغ زانتان بیوپلیمری است طبیعی که از کشت باکتری زانتاموناس کمپستریس تولید می شود. خواص ویژه و منحصر به فرد این ماده سبب شده که در صنایع مختلف دارویی و بهداشتی، نفت، سرامیک، چاپ و غیره کاربرد های فراوانی داشته و مصرف سالیانه آن در جهان رو به افزایش است. در نتیجه سعی بر این است که با استفاده از سوبستراهای در دسترس و ارزانتر و اعمال روش های عملیاتی گوناگون هزینه های تولید را به منظور تولید هر چه بیشتر این ماده کاهش دهند. در این پروژه امکان تولید این بیوپلیمر از منبع قندی شیره انگور برای نخستین بار بررسی و میزان تولید آن با مقدار تولیدی همین ماده، از شیره خرما تحت شرایط مشابه مقایسه شد. بدین منظور در ابتدا سه پارامتر تاثیر گذار کربن (شیره انگور و شیره خرما) ، فسفر (k2hpo4) و نیتروژن (nh4no3) در محدوده های به ترتیب150 g/l – 30، 12-4 و 9-3 در نظر گرفته و آزمایشات به روش ترکیب مرکزی در سه سطح، با دو بار تکرار به صورت کاملا تصادفی طراحی و در دمای ثابت 28 درجه سانتی گراد و مدت زمان تخمیری 72 ساعت انجام شد. در این پروژه از روش وزن خشک برای اندازه گیری توده سلولی و محصول تولید شده استفاده گردید. با استفاده از نتایج حاصله، اثر پارامتر های مختلف بر میزان تولید محصول بررسی و مدل تولید زانتان و توده سلولی برای هر دو منبع کربنی شیره انگور و شیره خرما بدست آمد. سطوح بهینه و میزان زانتان تولیدی توسط نرم افزار در این سطوح تعیین شد سپس آزمایشات تجربی در این سطوح انجام گرفت. بیشترین میزان زانتان تولیدی تئوری و تجربی برای منبع قندی شیره انگور در سطوح97 g/l/86 منبع کربن، 2 g/l/8 منبع فسفر و g/l3 منبع نیتروژن به ترتیب برابر با g/l30/10و 16/10 و برای منبع قندی شیره خرما در سطوح g/l 3/77 منبع کربن 12 g/l منبع فسفر و3 g/l منبع نیتروژن به ترتیب برابر با g/l27/13و 74/12 حاصل شد. با توجه به این مطلب که فرآیند تشکیل صمغ زانتان به دو فاز رشد میکروارگانیسم (24 ساعت ابتدای فرآیند تخمیر) و تولید محصول تقسیم شده و شرایط بهینه دما و غلظت بهینه منبع کربنی در این دو فاز متفاوت است، در پایان اثر تغییر دما و خوراک دهی در فاز تولید بر میزان زانتان تولیدی بررسی شد. در 24 ساعت ابتدای تخمیر آزمایشات در دمای 28 درجه سانتی گراد و غلظت 30 گرم بر لیتر منبع کربن و سطوح بهینه فسفر و نیتروژن آغاز گردید و در فاز تولید دما تا 32 درجه سانتی گراد افزایش یافت و مابقی مقدار کربن که در سطوح بهینه تولید زانتان تعیین گردید تحت شرایط استریل به ارلن های تخمیری افزوده شد. در نتیجه این آزمایشات، برای دو منبع قندی شیره انگور و خرما 7/16 و 6/15 درصد افزایش، نسبت به آزمایشات انجام شده در دمای ثابت و بدون خوراک دهی در سطوح بهینه، در میزان تولید حاصل شد. واژگان کلیدی: بیوپلیمر زانتان، شیره انگور، شیره خرما،ccd ، خوراک دهی، تغییر دما.

پیش فرآوری قلیایی یکی از موثر ترین روش ها برای پیش فرآوری مواد لیگنوسلولزی می باشد. این روش با افزایش سطح تماس، کاهش درجه کریستالی سلولز و نیز استیلی همی سلولز و لیگنین زدایی ساختار مواد لیگنوسلولزی را اصلاح می کند. تأثیر بازدهی این پیش فرآوری بشدت به شرایط انجام آن مانند، دما، غلظت و زمان پیش فرآوری و همچنین ساختار ماده لیگنوسلولزی وابسته است. در این پروژه تأثیر پیش فرآوری قلیایی برروی کود گاوی و چوب درخت کاج جهت بهبود تولید متان در فرایند هضم بی هوازی بررسی شد. کلیه آزمایشات در فاز آزمایشگاهی و در راکتور های 118 میلی لیتری در حالت ناپیوسته در شرایط معتدل دوست (مزوفیلیک) انجام گردید. گاز تولید شده توسط دستگاه gc آنالیز شد. در مرحله اول تأثیر دما (20و 60درجه سانتی گراد)، زمان پیش فرآوری (0، 2 و 12 ساعت) و ph (9، 10، 11 و 12) در پیش فرآوری با آب آهک برروی کود گاوی در تولید بیوگاز بررسی گردید. نتایج حاکی از آن بود که پیش فرآوری های انجام شده در دمای 20درجه سانتی گراد تأثیری بر تولید گاز نداشت. کود گاوی پیش فرآوری شده در دمای 60 درجه سانتی گراد متان تولیدی بیشتری نسبت به حالت فرآوری نشده تولید نمود. همچنین میزان گاز با افزایش زمان پیش فرآوری و ph افزایش داشت. نمونه فرآوری شده در دمای 60 درجه سانتی گراد و زمان 12 ساعت و ph 12 با تولید 4/225میلی لیتر متان به ازای هر گرم جامد فرار بیشترین تولید گاز را حاصل نمود که 76 درصد بیشتر از نمونه فرآوری نشده بود. آنالیز داده ها حاکی از کاهش 7/22 درصدی لیگنین بود. افزایش تولیدگاز احتمالاً ناشی از کاهش میزان لیگنین بود. در مرحله دوم، پیش فرآوری قلیایی با سود برروی تنه درخت کاج مطالعه شد. این فرآوری توسط سود 8 درصد وزنی/ وزنی و در زمان های 10 ،30 و60 دقیقه و در دمای صفر و صد درجه سانتی-گراد انجام گردید. بیشترین میزان گاز در دمای صد درجه سانتی گراد و زمان 10 دقیقه حاصل گردید که 2/181 درصد بیشتر از میزان نمونه فرآوری نشده بود. همچنین نمونه فرآوری شده در دمای صفر درجه سانتی گراد و زمان 60 دقیقه به میزان 6/118 درصد حجم متان تولیدی را افزایش داد. آنالیز داده ها حاکی از آن است که این افزایش تولید گاز، بدلیل کاهش درجه کریستالی سلولز و کاهش لیگنین و افزایش تورم ساختار چوب می-باشد. در مرحله سوم پروژه فرآوری قسمت های مختلف درخت کاج مانند برگ سوزنی، پوسته، میوه و سرشاخه توسط سود 8 درصد وزنی/وزنی در شرایطی که در مرحله قبل بیشترین میزان گاز تولید شد (100درجه سانتی گراد و 10دقیقه وصفر درجه سانتی گراد و 60 دقیقه)بررسی گردید. فرآوری بر روی برگ سوزنی تاثیر معکوس داشت و در مورد میوه و سرشاخه درخت کاج، نمونه های پیش فراوری شده در دمای پایین و در مورد پوسته درخت کاج نمونه فراوری شده در دمای بالا بیشترین میزان حجم متان را تولید کرد.

هضم بی هوازی یکی از روش های متداول جهت تولید بیوگاز از اینگونه پساب ها به شمار می رود. در این پروژه از ضایعات سیب زمینی حاوی ترکیبات آلی نشاسته ای در یک سیستم دو مرحله ای جهت تولید بیوگاز در مدل سازی استفاده شده است. در سیستم مورد مطالعه ضایعات سیب زمینی وارد راکتور اول شده و در آنجا طی فرآیند هیدرولیز و اسیدوژنیک به اسید استیک تبدیل می شود. اسید استیک خروجی از راکتور اولیه عنوان خوراک وارد راکتور دوم شده و در آنجا طی فرآیند متانوژنیک به متان و دی اکسید کربن تبدیل می شود. در پروژه ی حاضر، از یک مدل سینتیکی برای توجیه رفتار سیستم دو مرحله ای با استفاده از نرم افزار متلب استفاده شده است. در نوشتن معادلات برای مدل سازی، در راکتور اول تغییرات با زمان در نظر گرفته شده است در حالی که در راکتور دوم، معادلات در دو فاز جامد و مایع و در حالت پایا نوشته شده است. بمنظور یررسی و ارائه سینتیک رشد باکتریایی از معادله مونود در مدل کردن سیستم استفاده شد. در این پروژه اثر تغییر زمان ماند هیدرولیکی و تغییر غلظت پساب ورودی بر روی بازده حذف ترکیبات آلی، بازده تولید گاز متان، بار آلی ورودی و غلظت اسید چرب خروجی از راکتور اول و غلظت استات خروجی از راکتور دوم مورد بررسی قرار گرفته است.سیستم ها در دمای مزوفیلیک مورد بررسی قرار گرفته و از اثر مقاومت واکنش در لایه ی مرزی غلظت اطراف گرانول ها صرفنظر شده است. بر طبق مدل سازی انجام شده با افزایش زمان اقامت در کل سیستم تا 40 روز راندمان حذف cod تا 80 درصد افزایش یافت. افزایشزمان اقامت تا 5 روز سبب کاهش غلظت اسید استیک خروجی از سیستم تا مقدار صفر شده و این مقدار در افزایش زمان اقامت تا 40 روز ثابت بود.

مطالبه ی جهانی انر‍ژی از زمان انقلاب صنعتی در قرن هجدهم تا کنون همچنان با سرعت فزاینده ای رو به رشد بوده است. این در حالی است که منابع فسیلی سوخت به سرعت در حال کاهش بوده که این امر منجر به افزایش قیمت انرژی حاصل از سوخت های فسیلی می شود. بنابراین، یکی از مهمترین دغدغه های کشورهای صنعتی، تامین انرژی مورد نیاز برای زمان آینده می باشد. استفاده از انرژی فسیلی منجر به مشکلات زیست محیطی متعدد برای انسان و اکوسیستم از طریق آلودگی هوا، آب و خاک می شود. به این دلیل، استفاده از تمام پتانسیل های زیست توده (دانه های انرژی، پسماندهای کشاورزی) و پسماندهای آلی گوناگون (مواد آلی حاصل از پساب های شهری) برای تولید انرژی تجدیدپذیر دغدغه بشر در سال های جاری بوده است. در این تحقیق، پتانسیل تولید زیستی متان از گندم (کل گیاه گندم شامل دانه و ساقه) بعنوان یک نمونه پسماند کشاورزی از طریق فرآیند هضم بی هوازی در راکتور های ناپیوسته ی تخمیری بررسی شد. به منظور بهبود و افزایش تولید متان از گندم، پیش فرآوری با استفاده از هیدروکسید سدیم و اسید سولفوریک مورد تحقیق قرار گرفت. پیش فرآوری قلیایی با استفاده از هیدروکسید سدیم 8% (وزنی- حجمی) به مدت یک ساعت در دماهای 0، 25، 50، 75 و °c 100 و پیش فرآوری اسیدی با استفاده از اسید سولفوریک 1% (حجمی- حجمی) در دمای °c 120 به مدت زمان های 10، 30، 60 و 120 دقیقه انجام شد. از پیش فرآوری های اعمال شده، نتایج قابل قبولی بدست آمد. بهترین راندمان تولید بیوگاز از پیش فرآوری قلیایی با هیدروکسید سدیم 8% به مدت 60 دقیقه در دمای °c 75 بدست آمد که تولید متان از گندم را 47/54% افزایش داد. بعلاوه، پیش فرآوری با استفاده از اسید سولفوریک 1% به مدت 120 دقیقه در دمای °c 120، راندمان تولید متان از گندم را 54/15% افزایش داد. نتایج حاصله نشان داد پیش فرآوری با استفاده از هیدروکسید سدیم تاثیر بیشتری در بهبود پتانسیل تولید متان از گندم نسبت به پیش فرآوری با استفاده از اسید رقیق دارد. همچنین مشاهده شد که گندم (کل گیاه) بطور کارآمدی قابلیت تبدیل به متان از طریق فرآیند هضم بی هوازی را دارا می باشد.

فلزات سنگین در پساب بسیاری از صنایع مانند صنایع استخراج روی و صنایع پتروشیمی، صنایع پالایش نفت، صنایع کاغذ سازی، صنایع دارویی، صنایع رنگسازی و صنایع فرآورده های پلاستیکی وجود دارند. راه یابی این فلزات به منابع آبی منجر به اضافه شدن آنها به زنجیره غذایی می شود که این عمل از طریق جذب این مواد توسط میکروارگانیسم های زنده صورت گرفته و سبب ایجاد مشکلات زیادی در موجودات زنده و انسان ها می شود. برای حذف فلزات سنگین روش های مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی به کار برده می شوند که در این میان استفاده از فرآیند بیوجذب مورد توجه محققین قرار گرفته است، زیرا روش مذکور با استفاده از یک سری مواد کم ارزش از نظر اقتصادی، قابلیت حذف بسیاری از فلزات سنگین را دارد. بیوجذب، جذب فیزیکی و شیمیایی فلزات سنگین توسط میکروارگانیسم های زنده وغیر زنده (باکتری، قارچ، جلبک) و سایر اجرام آلی (مانند سبوس برنج، پوست میوه، برگ وپوست درختان و...) است. در این پایان نامه از ضایعات گیاه گلدر و دو جلبک قهوه ای زاناردینی و مارجیناتوم برای بررسی حذف فلزات سنگین سرب، کادمیوم و کروم مورد استفاده شد. جاذب ها در ابتدا به صورت خام و سپس به صورت اصلاح شده با 4-فنیل-3-تیوسمی کاربازید و در نهایت با تثببیت در چهارچوب پلیمر سدیم آلژینات برای سه فلز، مورد استفاده قرار گرفت. برای این جاذب ها سه مدل ایزوترم لانگمویر، فرندلیچ و تمکین مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه حاصل شده نشان از مطابقت داده های آزمایشگاهی با ایزوترم لانگمویر داشت. ایزوترم لانگمویر نشاندهنده ی جذب بر روی سطح هموژن به صورت یکنواخت می باشد که qm های محاسبه شده به صورت تئوری برای جاذب ها با qm آزمایشگاهی مطابقت قابل قبولی داشت. برای بررسی سینتیک فرآیند از مدل های شبه درجه دوم هو و نفوذ درون ذره ای استفاده گردید. ارائه مدل نفوذ درون ذره ای برای بررسی چند مرحله ای بودن فرآیند جذب که در تمام موارد جذب به صورت 2 یا 3 مرحله ای بوده، صورت گرفته است. در این مدل نمودارهای ظرفیت جذب بر حسب زمان، به صورتِ جذب در سطح بیوجاذب (خطی با شیب زیاد)، نفوذ در خلل و فرج (خطی با شیب متوسط) و نفوذ در درون ساختار بیوجذب ها (خطی با شیب بسیار اندک) می باشد. مدل شبه درجه دوم هو برای اکثر جاذب های خام و اصلاح شده مطابقت بالایی با داده های آزمایشگاهی داشته است. مهمترین پارامتر های موثر بر فرآیند جذب، شامل ph، غلظت اولیه و مقدار بیومس در این پروژه مورد بررسی قرار گرفتند و نتیجه ی حاصل شده نشان داد که شرایط بهینه phبرای حداکثر حذف از محلول آبی، 5/4 تا5/5 برای کادمیوم و سرب و 5/3 تا 5/4 برای کروم بوده است. از دیگر تاثیرات مهم مشاهده شده در نتایج پروژه، افزایش ظرفیت جذب با افزایش غلظت اولیه و افزایش درصد جذب با افزایش غلظت بیومس استفاده شده بوده است. لازم به ذکر است افزایش درصد جذب پس از رسیدن غلظت بیومس به یک مقدار مشخص متوقف می گردد.

هدف این پژوهش، ساخت غشا ی کامپوزیت پلی وینیل استات / سیلیکا بر پایه ی سرامیک و ارزیابی عملکرد آن در فرایند تراوش تبخیری جهت جداسازی آب از اتانول است. به این منظور یک لایه از محلول پلیمری پلی وینیل استات در حلال متانول ، حاوی نانو ذرات سیلیکا، بر روی پایه ی سرامیکی پوشش داده شد. اثر غلظت پلیمر (4، 6 و 8wt% )، میزان بارگذاری ذرات سیلیکا (0 تا 9 wt%) و دمای فرایند (30، 45 و c? 60) بر عملکرد غشا ها مورد بررسی قرار گرفت. هرچند غشا های تولید شده، عملکرد چندان مناسبی از نظر گزینش گری نداشتند، ولی نتایج حاصل نشان می دهد به دلیل تراوش پذیری بسیار بالای غشاها(7/1 تا kg/m2.h 9/7)، مقادیر شاخص جداسازی تراوش تبخیری قابلیت رقابت با پژوهش های مشابه پیشین را دارند. غشای ساخته شده در غلظت 6wt % از پلیمر، بارگذاری 3 wt% سیلیکا فیوم و دمای c? 30، دارای بهترین عملکرد با مقدار شاخص جداسازی 41/16 است . بهترین گزینش گری برابر با 8/7، مربوط به غشای ساخته شده با غلظت پلیمر 8wt% و بدون بارگذاری سیلیکا فیوم در دمای فرایند c? 30 است . همچنین به منظور بهبود در کارایی غشا، از یک لایه پوشش پلی وینیل الکل با غلظت های 3، 4 و 5 wt% بر روی غشا استفاده شد که منجر به تحصیل نتایج مطلوب شد. به طوری که در مقابل کاهش تراوش پذیری، گزینش گری تا 560 افزایش یافت و بهبود چشم گیری در عملکرد غشا قابل مشاهده بود.

ترکیب های حاوی فلزهای سنگین با غلظت بیش از حد مجاز، به دلیل سمیت بالا و خطراتی که برای بشر و موجودات زنده ایجاد می کنند، یکی از اصلی ترین آلودگی های محیط زیست به شمار می روند. هدف از این پژوهش سنتز نانوذرات مگنتیت (fe3o4) و تعیین کارایی آن در حذف یون های فلزات سنگین در محیط آبی است. در این تحقیق نانوذرات مگنتیت به روش هم-رسوبی تهیه و با پلی اکریلیک اسید و لیگاند 4-فنیل-3-تیوسمی کاربازید پوشش دار شدند. برای تعیین ویژگی های نانوذرات مگنتیت تهیه شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (vsm)، طیف سنج مادون قرمز (ft-ir) و پراش اشعه ایکس (xrd) استفاده شد.از طیف بین جذب اتمی(aas) برای تعیین یون های فلزات سنگین در محلول قبل و بعد از تصفیه با جاذب،استفاده شد. از این نانوذرات به منظور حذف یون های فلزات سنگین pb2+، cd2+، co2+، cu2+ و zn2+ از محلول های آبی استفاده شد و تاثیر پارامترهای ph، زمان تماس، غلظت یون فلزی و الکترولیت زمینه بر خواص جذبی نانوذرات در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. تصویر برداری از نانوذرات تولیدی با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که قطر این ذرات 40 تا 60 نانومتر است. نتایج نشان داد که با افزایش ph محلول از 0/1 تا 0/5 ظرفیت و بازده جذب یون های فلزات سنگین افزایش می یابد به طوری که در ph برابر 0/5 به حداکثر مقدار خود رسید. لذا ph برابر 0/5 به عنوان ph بهینه انتخاب گردید. برازش داده ها با مدل های سینتیکی نشان داد که داده ها با مدل شبه مرتبه دوم تطابق بیشتر و بهتری دارند و مشخص شد که جذب یون های فلزی بواسطه تشکیل کمپلکس میان سایت های فعال جاذب و یون های فلزی سنگین انجام می گیرد. زمان تعادل برابر 45 دقیقه بود و مقدار جاذب برای حجم 0/50 میلی لیتر محلول پساب، 050/0 گرم استفاده شد. در نهایت فرآیند جذب با ایزوترم های لانگمویر و فروندلیچ برازش شد. با توجه به مقدار مربع ضرایب همبستگی مشاهده شد که فرآیند جذب با مدل لانگمویر تطابق بیشتری دارد و حداکثر ظرفیت جذب برای pb2+، cd2+، co2+، cu2+ و zn2+ به ترتیب 1/181، 0/125، 2/86، 1/67 و 8/57 میلی گرم بر گرم جاذب توسط معادله لانگمویر به دست آمد. با افزایش غلظت یون های فلزات سنگین و کاهش مقدار جاذب، ظرفیت جذب افزایش و بازده جذب کاهش یافت. آزمایش های واجذب تحت شرایط ناپیوسته انجام گرفت و نشان داد که نانو ذرات fe3o4@paa@tsc قابلیت استفاده مجدد برای حذف یون های فلزات سنگین را دارد. به منظور ارزیابی توانایی نانو ذرات تهیه شده برای حذف یون های فلزات سنگین از نمونه پساب صنایع مهمات سازی (مهام)، آبکاری ( شرکت رعد) و هواپیما سازی ایران (هسا) استفاده شده است و شرایط بهینه به دست آمده از جمله غلظت جاذب 0/1 گرم بر لیتر، زمان تماس 45 دقیقه، 5 =ph، حجم محلول 0/50 میلی لیتر و دور هم زن 300 دور بر دقیقه بر نمونه های حقیقی اعمال شد. ظرفیت جذب بالای نانو جاذب اصلاح شده به همراه خواص دیگر آن هم چون قابلیت استفاده مجدد، سنتز آسان، جداسازی آسان و آزادی از مزاحمت یون های فلزات قلیایی خاکی، آن ها را جاذبی مناسب جهت حذف یون های فلزات سنگین از پساب صنایع می سازد.

لیگنوسلولزها، بیوپلیمرهایی ارزان و قابل دسترس در جهان می باشند که به عنوان مهمترین منبع تولید انرژی طی فرآیندهای بیولوژیکی مورد توجه قرار گرفته اند. کاه برنج یکی از فراوان ترین لیگنوسلولزهای بازمانده از محصولات کشاورزی در جهان و به خصوص کشورهای آسیایی می باشد. مشکل استفاده از کاه برنج، همانند سایر لیگنوسلولزها، استحکام و مقاومت بالای آن در برابر حملات آنزیمی و باکتریایی می باشد که جهت رفع آن می بایست تحت عملیات پیش فرآوری قرار گیرد. در این تحقیق، پتانسیل کاه برنج به عنوان سوبسترایی ارزان، فراوان و قابل دسترس جهت تولید هیدروژن طی فرآیند هضم بی هوازی به کمک لجن فاضلاب شهری به عنوان مایع تلقیح، بررسی گردید. پیش فرآوری لجن بی هوازی به روش شوک گرمایی، در دمای c?85 به مدت 45 دقیقه، برای افزایش تولید هیدروژن با غیرفعال نمودن باکتری های غیراسپورزای مصرف کننده ی هیدروژن و انتخاب گونه های اسپورزای مولد هیدروژن انجام گرفت. آزمایشات در مقیاس آزمایشگاهی درون رآکتورهایی با حجم 118 میلی لیتر به صورت ناپیوسته انجام شد. عملیات هضم بی هوازی در شرایط دمایی مزوفیل انجام شده و جهت آنالیز گاز تولیدشده از دستگاه کروماتوگرافی گاز استفاده شد. عملیات انجام شده جهت پیش فرآوری کاه برنج، شامل دو مرحله ی شیمیایی به کمک محلول آمونیاک و اسیدفسفریک رقیق در دمای بالا، به منظور افزایش تبدیل بیولوژیکی کاه بود. مرحله ی اول شامل حرارت دادن کاه برنج در محلول آمونیاک 10% (وزنی/وزنی) در مدت زمان 30 و 60 دقیقه در دمای 90، 120 و c?150 جهت حذف لیگنین بوده و تأثیر افزایش زمان بر میزان حذف لیگنین طی پیش فرآوری بازی در سه دمای ذکر شده بررسی شد. بهترین نتیجه در دمای c?120 و مدت زمان پیش فرآوری 60 دقیقه با 1/33% حذف لیگنین مشاهده شد. مرحله ی دوم هیدرولیز همی سلولز و کاهش درجه ی کریستالی سلولز با استفاده از محلول اسیدفسفریک رقیق (5/0% و 3% وزنی/وزنی) در دمای c?121 به مدت 60 دقیقه بود. افزایش غلظت اسید از 5/0% به 3% منجر به افزایش میزان قند در فاز مایع به دست آمده از روش ترکیبی شده، که به عنوان یک منبع کربنی قابل تخمیر برای رشد ابتدایی باکتری ها جهت تولید هیدروژن مناسب بود. نتایج آزمایشات نشان داد که پیش فرآوری ترکیبی نسبت به حالتی که تنها از آمونیاک استفاده شد، به طور موثرتری هضم پذیری کاه برنج را جهت فرآیند هضم بی هوازی افزایش داد. پیش فرآوری تک مرحله ای و ترکیبی بازده ی تولید هیدروژن را به ترتیب 4/52% و 2/82% نسبت به حالت پیش فرآوری نشده افزایش داد. تصویربرداری sem جهت بررسی تغییرات مورفولوژیکی ساختار کاه برنج پیش فرآوری نشده و بهترین نمونه ی پیش فرآوری شده ی بازی و ترکیبی انجام شد. تصاویر به دست آمده نشان دهنده ی ایجاد تغییرات زیاد در دیواره ی سلولی و به هم ریختن ساختار منظم کاه برنج پس از پیش فرآوری بود. هم چنین، آنالیز ftir جهت مشخص نمودن ساختار فیزیکی و تغییرات ایجادشده بر گروه های عاملی کاه برنج پیش فرآوری نشده و نمونه های حاصل از پیش فرآوری موثرتر بازی و ترکیبی انجام گرفت. این آنالیز نشان داد که شاخص کریستالی کاه برنج پیش فرآوری نشده، کاه برنج پیش فرآوری شده ی بازی و پیش فرآوری شده ی ترکیبی به ترتیب برابر 48/0، 42/0 و 40/0 بوده که نشان دهنده ی کاهش این شاخص پس از پیش فرآوری در مقایسه با نمونه ی پیش فرآوری نشده، و در نتیجه افزایش قابلیت دسترسی به سلولز و به تبع آن افزایش هضم پذیری کاه طی فرآیند هضم بی هوازی بود.

زغال سنگ به عنوان یکی از منابع مهم انرژی مورد استفاده در صنایع مختلف، به دلیل ترکیبات گوگرد دار موجود در آن، در هنگام احتراق باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی و فرایندی فراوانی می شود. گوگرد زدایی زغال سنگ با استفاده از روش های مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی امکانپذیر است. در این میان گوگرد زدایی به روش بیولوژیکی دارای پتانسیل بالایی به منظور حذف گوگرد زغال سنگ، از نظر اقتصادی و زیست محیطی می باشد. در این پژوهش تأثیر عوامل مختلف بر روی کاهش میزان گوگرد و خاکستر زغال سنگ های پرگوگرد منطقه ی پروده ی طبس، در طی فرایند گوگردزدایی بیولوژیکی بررسی شده و همچنین مطالعه ی امکان سنجی اجرای فرایند هیپ بیولیچینگ صنعتی توسط طراحی، ساخت و انجام آزمایش به وسیله ی یک رآکتور ستونی، با شرایط نزدیک به شرایط صنعتی انجام گردیده است. در آزمایش های بیولیچینگ با میکروارگانیسم های مزوفیل، پارامترهای مورد بررسی شامل نوع محیط کشت، ph اولیه و میزان افزایش سولفات آهن (ii) بود. شرایط بهینه ی حذف گوگرد، شامل محیط کشت نوریس، 1ph= و افزودن m02/0 سولفات آهن (ii) بود که در دمای °c 35، دانسیته ی پالپ 5% (وزنی/وزنی)، اندازه ی ذرات کوچکتر از µm500 و دور همزدن rpm150 صورت پذیرفت و حاصل آن حذف 50% گوگرد کلی، 84% گوگرد پیریتی و 35% محتوای خاکستر بود. نشان داده شد که محیط کشت نوریس نسبت به 9k نتایج نسبتاً بهتری در گوگرد زدایی از خود نشان می دهد. همچنین مشخص شد که با افزایش ph از 1 به 2 و نیز افزایش سولفات آهن از 0 تا m 05/0 از میزان گوگرد زدایی زغال سنگ کاسته شده و محتوای خاکستر جامد باقیمانده کاهش می یابد. در آزمایش های مربوط به باکتری های ترموفیل معتدل، پارامترهای مورد بررسی عبارت بود از نوع محیط کشت، ph اولیه، اندازه ی ذرات و افزایش عصاره مخمر. حذف بهینه ی گوگرد در شرایط محیط کشت نوریس، 2/1ph=، اندازه ی ذرات کمتر از µm500 با افزودن 02/0% عصاره مخمر اتفاق افتاد که در دمای °c 45، دانسیته ی پالپ 5% (وزنی/وزنی) و دور همزدن rpm150 صورت گرفت و درنتیجه کاهش 64% گوگرد کلی، 98% گوگرد پیریتی و 31% محتوای خاکستر حاصل شد. دانسته شد که تغییر محیط کشت از نوریس به 9k تأثیر چندانی بر میزان گوگرد زدایی ندارد. همچنین تغییر ph از 2/1 به 8/1، کاهش اندازه ذرات از µm500- تا µm150- و نیز افزایش عصاره مخمر، تفاوت محسوسی در محتوای گوگرد جامد های باقیمانده ایجاد نمی نماید. در مورد آزمایش بیولیچینگ در رآکتور ستونی که به وسیله ی باکتری های مزوفیل و در شرایط دمایی °c35، 25/1ph=، محیط کشت نوریس و دبی محلول lit/min.m2 1 صورت گرفت، حذف 42% گوگرد کلی، 64% گوگرد پیریتی و 12% خاکستر نمونه ی زغال سنگ، حاصل گردید.

در مطالعه حاضر، از پوسته میگو و کیتوزان به دلیل ارزش اقتصادی کم و در دسترس بودن برای جذب اکسی تتراسایکلین موجود در پساب آبزی پروری بوسیله ی طرح آزمایش رویه های پاسخ استفاده گردید. در این مطالعه تاثیر همزمان چهار فاکتور اصلی شامل غلظت اولیه اکسی تتراسایکلین (10، 30 و 50 میلی گرم بر لیتر)، ph اولیه محلول حاوی اکسی تتراسایکلین (2، 5 و 8)، میزان جاذب (10، 55 و 100میلی گرم بر لیتر) و دما (15، 25 و 35 درجه سانتیگراد) روی راندمان جذب اکسی تتراسایکلین با استفاده از روش باکس- بنکن طراحی و از آنالیز واریانس داده های آزمایش طرح رویه های پاسخ، برای اعتبار سنجی مدل پیشنهادی استفاده گردید. در این مطالعه، مدل پیشنهادی معادله درجه دوم (مدل کوادراتیک)، با توجه به تجزیه و تحلیل anova مورد تائید قرار گرفت. همچنین از روش دستگاهی کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (hplc) جهت تشخیص میزان تتراسایکلین باقی مانده در محلول پس از عبور از جاذب استفاده شد. بررسی مورفولوژی سطح وگروه های عاملی موجود در سطح جاذب و مقایسه مساحت سطح ویژه پوسته میگو و کیتوزان به عنوان جاذب، قبل و پس از جذب با استفاده از تکنیک های روبش میکروسکوپ الکترونی (sem)، مادون قرمز (ft-ir) و bet انجام گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده برای هردو جاذب، راندمان جذب اکسی تتراسایکلین با کاهش غلظت اولیه اکسی تتراسایکلین از 50 به 10 میلی گرم بر لیتر، افزایش ph اولیه محلول حاوی اکسی تتراسایکلین از2 به 8، میزان جاذب به صورت تقریبی از 10 به 100 میلی گرم بر لیتر و دما از 15 به 35 درجه سانتیگراد، افزایش می یابد. معادلات رگرسیون حاصله از آنالیز واریانس داده ها برای جذب تتراسایکلین توسط پوسته میگو وکیتوزان به ترتیب دارای مقادیر میزان همبستگی 0/9879و 0/9899 می باشند که نشان دهنده پیروی جذب از مدل شبه مرتبه دوم است. در شرایط آزمایشی بهینه شده، حداکثر راندمان جذب اکسی تتراسایکلین توسط پوسته میگو و کیتوزان به ترتیب 65/7 و 84/8 می باشد. این نتایج به روشنی نشان دهنده توانایی بیشتر کیتوزان نسبت به پوسته میگو برای جذب اکسی تتراسایکلین از محلول های آبی بوده که این امر به دلیل بیشتر بودن سطح ویژه (نتایج حاصل از bet) و خلل و فرج (نتایج حاصل از sem) کیتوزان نسبت به پوسته میگو می باشد.

تحقیقات وسیعی جهت بهره بری کارآمد تر ، تسریع در فرایند تبدیل و کاهش حجم لجن مازاد در فرایند های تبدیل لجن تصفیه خانه¬های شهری به بیوگاز به عنوان یک منبع تجدیدپذیر انرژی در حال انجام می¬باشد.این سوبسترا حاوی ترکیبات آلی بالایی(cod حدود mg/lit 60000) جهت تولید بیوگاز بوده و همچنین آلوده¬کننده محیط¬زیست نیز می¬باشد. لجن مازاد تصفیه¬خانه شهری حاوی حجم بالایی از سلول¬های میکروبی با دیواره¬ی مقاوم می¬باشد که مانع دسترسی میکروارگانیسم¬ها به محتوای آلی این سلول¬ها می¬شود که این امر باعث کاهش بازدهی تولید بیوگاز و طولانی شدن زمان انجام فرایند تخمیر بی¬هوازی می¬شود. روش¬های بیولوژیکی ،شیمیایی و فیزیکی متنوعی جهت شکستن این سلول¬ها و تسریع این مرحله از فرایند تخمیر تاکنون بکارگرفته شده است که در این پروژه از دو نوع خوراک شامل: لجن ثانویه و لجن مخلوط(ترکیب لجن اولیه و ثانویه) استفاده شد ودر سری آزمایشات اول از روش¬های پیش¬فراوری قلیایی، اولتراسونیک و مایکروویو در دمای محیط و دمای 40 درجه¬ی سانتیگراد بر روی لجن مخلوط، به-منظور افزایش راندمان تولید بیوگاز و کاهش حجم لجن مازاد استفاده شد. هم¬چنین در سری دوم آزمایشات از روش¬های پیش-فراوری شیمیایی با هیدروژن پراکسید و قلیایی به وسیله سود و پتاس و پیش¬فراوری اسیدی با اسید کلریدریک بر روی لجن ثانویه در دمای محیط استفاده شد. در نتایج سری آزمایشات اول که به مقایسه¬ی پیش¬فراوری های قلیایی و اولتراسونیک و مایکروویو در دمای محیط و دمای میانی بر روی لجن مخلوط پرداخته شد، نشان داد که بیشترین بازدهی تولید بیوگاز مربوط به نمونه¬ی پیش¬فراوری قلیایی، سود در 12ph= و دمای 20 درجه سانتیگراد انجام شد و این مقدار برابر ml/gr cod 365 بدست آمدکه افزایش 242 درصدی را در این مورد نسبت به نمونه¬ی مبنا نشان می¬دهد. پس از آن بیشترین بازدهی مربوط به نمونه¬ای بود که در دمای 40 درجه سانتیگراد و 12ph= قلیایی با سود انجام شد و این مقدار برابر ml/gr cod 352 می¬باشد. افزایش درصد متان موجود در بیوگاز تولیدی از 50 درصد در نمونه¬ی لجن خام به 72 درصد در نمونه¬ی پیش¬فراوری شده با اولتراسنیک در دمای 20 درجه¬ی سانتیگراد بدست آمد که نشان دهنده¬ی بهبود کیفیت بیوگاز حاصل می¬باشد. و در نتایج سری دوم که به مقایسه روش¬های مختلف پیش¬فراوری شیمیایی در دمای محیط(20 درجه سانتیگراد) بر روی لجن ثانویه پرداخته شد، بیشترین درصد افزایش تولید بیوگاز نسبت به نمونه¬ی مبنا، مربوط به نمونه¬ی فراوری شده با koh و برابر72 درصد بود. پس از آن بیشترین بازدهی مربوط به نمونه¬ی فراوری شده با h2o2 در غلظت mg/l 2400 وبرابر 69 درصد بود. هم¬چنین بیشترین میزان افزایش درصد متان موجود در بیوگاز برای نمونه¬ی پیش¬فراوری شده با h2o2 در غلظت mg/l 2400 بدست آمد و این مقدار برابر 64 درصد می¬باشد.

سوخت های فسیلی منابع تجدیدناپذیر انرژی هستند و اثرات بسیار بدی بر محیط زیست از قبیل خاک، آب، هوا و شرایط جوی می گذارند. این مشکلات سبب توجه ی جدی کشورها به استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی شده است. یکی از بهترین گزینه ها در این زمینه استفاده از انرژی به دست آمده از منابع زیست توده مانند بیوگاز و بیوهیدروژن است. تولید سالیانه 33 میلیون تن پنبه در جهان (سال 2012) باعث تولید مقادیر زیادی ضایعات از این گیاه می شود. در این پژوهش پتانسیل تولید بیوگاز و بیوهیدروژن از ضایعات گیاه پنبه (ساقه و غوزه ی پنبه) بررسی گردید. به منظور افزایش بازده تولید بیوگاز و بیوهیدروژن، پیش فراوری قلیایی با محلول هیدروکسید سدیم 8% وزنی در دمای صفر و 100 درجه ی سانتیگراد به مدت 10، 30 و 60 دقیقه و با محلول آمونیاک 4 و 8% وزنی در دماهای 40 و 80 درجه ی سانتیگراد و به مدت 6 و 12 ساعت انجام گردید. فرآیند هضم بی هوازی با مخلوط میکروبی به دست آمده از لجن حاصل از تصفیه خانه ی فاضلاب شمال اصفهان در شرایط مزوفیل در دمای 37 درجه ی سانتیگراد انجام شد. قبل از انجام آزمایش های تولید بیوهیدروژن به منظور حذف باکتری های مصرف کننده ی هیدروژن، مخلوط میکروبی به مدت 45 دقیقه و در دمای 85 درجه ی سانتیگراد پیش فراوری گرمایی شد. از نمونه های پیش فراوری شده (به جز غوزه در دوحالت پیش فراوری شده با هیدروکسید سدیم 8% وزنی، صفر درجه سانتیگراد و به مدت 60 دقیقه و پیش فراوری شده با آمونیاک 8% وزنی، 40 درجه سانتیگراد و به مدت 6 ساعت) نسبت به نمونه های پیش فراوری نشده بیوگاز بیشتری تولید شد. نمونه هایی که بیشترین تولید متان را داشتند برای تولید هیدروژن استفاده شدند. نمونه هایی که بیشترین تولید متان را داشتند برای تولید هیدروژن استفاده شدند. نتایج حاصل از تولید هیدروژن در این تحقیق، تطابق قابل قبولی با معادله گامپرتز که یک مدل سینتیکی برای توصیف تجزیه ی سوبسترا و تولید هیدروژن نسبت به زمان به روش ناپیوسته است، داشت. شاخص کریستالی اندازه گیری شده به روش ftir، برای نمونه های پیش فراوری شده نسبت به نمونه های پیش فراوری نشده کاهش نشان داد.تصاویر sem نمونه ها نشان داد که میزان تخلخل و سطح در دسترس نمونه های پیش فراوری شده نسبت به نمونه های پیش فراوری نشده افزایش یافته است.

تولید مخلوط حلال های صنعتی شامل استن، بوتانول و اتانول، به عنوان یک صنعت موفق تخمیری پیشینه طولانی دارد. در ابتدای دهه 1960 با افزایش قیمت سوبسترای مورد استفاده در آن زمان (ذرت و ملاس) و تولید پتروشیمیایی ارزان قیمت بوتانول و استن، این صنعت توانایی رقابت اقتصادی را از دست داد. با توجه به نقش تعیین کننده ی هزینه ماده اولیه در این فرایند، به کارگیری مواد لیگنوسلولزی به عنوان منبع کربنی ارزان قیمت در سال های اخیر به منظور تولید حلال ها و به ویژه بوتانول به عنوان یک سوخت زیستی پیشرفته پیشنهاد شده است. گلوکز یکی از برترین منابع کربنی باکتری تولید کننده حلال ها، از سلولز که بیش از 45 % مواد لیگنوسلولزی خام و گاهی تا 70 % از مواد فراوری شده را تشکیل داده است، قابل تولید می باشد. با توجه به اهمیت تبدیل مناسب سلولز به گلوکز، در این رساله ابتدا به کارگیری پیش فراوری جهت بهبود بازده تولید گلوکز از سلولز بررسی شد. پس از پیش فراوری با حلال سلولز، تولید گلوکز از سلولز به روش آنزیمی با بازده های 85 و 95 % به ترتیب با استفاده از 5 و 15 واحد آنزیم سلولاز بر گرم سلولز بدست آمد. همچنین با به کارگیری پیش فراوری بازده آبکافت اسیدی رقیق تا 43% افزایش یافت. پس از بررسی تبدیل سلولز به گلوکز، فرایندهای مختلفی جهت تبدیل مناسب سه ماده لیگنوسلولزی کاه برنج (ضایعات کشاورزی)، کاج (چوب نرم) و نارون (چوب سخت) به محلول های قندی قابل تخمیر بررسی شدند. محلول های قندی حاصل شده توسط باکتری کلستریدیوم استوبوتیلیکم تخمیر گردیدند. باکتری تولید کننده حلال قادر به تخمیر مناسب قندهای پنج کربنه همی سلولزی است، با این وجود اثرات منفی بازدارنده های فنولی ناشی از لیگنین بر این باکتری بسیار شدید است. بنابراین در این رساله فرایندهایی با هدف حذف لیگنین، بازیابی حداکثر قندهای همی سلولزی و آبکافت بهینه سلولز پیشنهاد شدند و مورد ارزیابی قرارگرفتند. سه نوع پیش فراوری اسید رقیق، آبکافت خودبه خودی، پیش فراوری با حلال آلی و همچنین تلفیق آن ها و سه نوع آبکافت اسید رقیق، خودبه خودی و آنزیمی در قالب ده فرایند بررسی شدند. از میان فرایندهای به کارگرفته شده برای تولید حلال ها از کاه برنج ، پیش فراوری با حلال آلی (180 درجه سانتی گراد، 30 دقیقه)، آبکافت آنزیمی و سپس تخمیر بهترین نتیجه (124 گرم حلال از هر کیلوگرم کاه برنج) را در پی داشت. آبکافت تلفیقی خودبه خودی-آنزیمی و تخمیر منجر به تولید 105 گرم حلال از هر کیلوگرم چوب کاج شد. با به کارگیری فرایند آبکافت خودبه¬خودی، پیش فراوری با حلال و آبکافت آنزیمی با استفاده از 5 % مواد فراوری شده در محلول قندی حاصل از آبکافت خودبه خودی و تخمیر، 137 گرم حلال از هر کیلوگرم چوب نارون با غلظت 1/10 گرم بر لیتر بدست آمد. استفاده از این فرایند با به کارگیری 8 % جامد در آبکافت آنزیمی منجر به تولید 108 گرم حلال از هر کیلوگرم نارون با غلظت 7/12 گرم بر لیتر شد. تغییر خواص مواد در طی فرایندها با استفاده از روش های مختلف sem، ftir، تعیین ترکیب درصد و قابلیت تورم اندازه گیری شد و تاثیر آن ها در بهبودهای حاصل شده بررسی شد.

کادمیم یکی از عناصر با ارزش موجود در خوراک منابع سولفیدی و اکسیدی روی است که در فرآوری هیدرومتالورژیکی روی، به صورت یک پسماند جامد تحت عنوان کیک فیلتر سرد از جریان محلول حاوی روی جداسازی می¬گردد. این فلز، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف استراتژیک دارد. هدف از انجام این تحقیق جداسازی کادمیم از روی با استفاده از روش استخراج با حلال و بررسی پتانسیل امواج التراسونیک در بهبود نرخ و قابلیت انتخاب پذیری استخراج فلزات مذکور و مقایسه آن با روش مرسوم استخراج حلال به کمک همزن مکانیکی است. برای این منظور، پس از مطالعات خصوصیت سنجی پسماند، آزمایش¬های مقدماتی لیچینگ، در شرایط غلظت پالپ 20?، دمای 60 درجه سانتی¬گراد، زمان 2 ساعت و استفاده از اسید سولفوریک (v/v) 20? انجام گردید. نتایج نشان داد که میزان بازیابی روی و کادمیم در فرایند مذکور به ترتیب 93 و 88% است. در مرحله بعد، آزمایش¬های استخراج حلال به دو صورت استفاده از همزن مکانیکی و استفاده از اولتراسونیک در دمای محیط و استفاده از استخراج کننده d2ehpa(v/v) 20? رقیق شده در کروزن انجام گردید. آزمایشهای با سیستم اختلاط مکانیکی در زمان 10 دقیقه، دور همزن rpm550 و سطوح مختلف ph و آزمایش¬های با سیستم اختلاط التراسونیکی در زمان 3 دقیقه و سطوح مختلف ph، قدرت التراسونیک و نسبت فاز آلی به آبی (o/a: 1:1) انجام شدند. نتایج بدست آمده نشان دهنده استخراج مطلوب روی (بالاتر از 50%) و عدم استخراج مطلوب کادمیم در هر دو سیستم اختلاط مکانیکی و التراسونیکی بود. به منظور بررسی شرایط استخراج کادمیم، از محلولهای شبیه سازی شده در محیط سولفاتی استفاده شد و تاثیر نوع سیستم اختلاط، نسبت فلزات روی و کادمیم، ph، زمان تماس دو فاز و قدرت اولتراسوند بر کارایی جداسازی فلزات مذکور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با استفاده از سیستم اختلاط اولتراسونیکی، راندمان استخراج کادمیم نسبت به سیستم اختلاط مکانیکی به میزان 20? افزایش و زمان استخراج آن به 1 دقیقه کاهش می¬یابد، در صورتی که استخراج فلز روی با استفاده از سیستم اولتراسونیکی تغییر چشمگیری نداشت. علاوه بر آن مشاهده گردید که که در سیستمهای اختلاط مکانیکی و اولتراسونیکی، بالاترین نرخ استخراج هر دو فلز به ترتیب در ph های 4 و 1 رخ داد. نتایج نشان داد که افزایش قدرت اولتراسوند تا 60 وات باعث افزایش نرخ استخراج کادمیم می¬گردد و در قدرت¬های بالاتر از آن امولسیون تشکیل شده مانع از جداسازی دو فاز می¬شود. با توجه به نتایج، علی رغم افزایش درصد استخراج کادمیم توسط دستگاه اولتراسونیک، درصد استخراج فلز روی تحت شرایط مختلف همچنان بیش از کادمیم است، در نتیجه در محیط هایی که میزان فلز روی زیاد است، استفاده از استخراج کننده d2ehpa برای استخراج کادمیم مناسب نمی¬باشد و پیشنهاد می¬گردد فلز روی با روش استخراج حلال و فلز کادمیم با روشهای دیگر نظیر سمنتاسیون و تقطیر خلا جداسازی گردد.

در سال های اخیر توجه روز افزونی به توسعه ی سیستم های نوین دارو رسانی که بتواند اثرات جانبی داروها را کاهش دهد، شده است. از این رو تلاش هایی در جهت کاهش عوارضی چون تحریک پوستی، قرمزی و التهابات در مورد داروی ترتینوئین صورت گرفته تا بیماران پذیرش بیشتری در استفاده از این دارو داشته باشند. استفاده از نانو الیاف پلیمری الکتروریسی شده به دلیل ویژگی هایی مانند نسبت سطح به حجم بالا و شبکه ای با تخلخل های تو در تو که بارگذاری دارو و خصوصیات انتقال جرم را بهبود می دهند، به عنوان گزینه ی مناسبی در کاربرد حامل های دارویی مطرح شده است. در مطالعات انجام گرفته در این تحقیق، سیستمی شامل دو لایه برای داروی ترتینوئین در نظر گرفته شده است. در این سیستم دارو در پلیمر آب گریز plla در مخلوط 2:1 کلرفرم به دی متیل فرمامید بارگذاری شده و لایه ی دیگری نیز شامل هیبرید دو پلیمر آب دوست %10 pva در آب مقطر و %10 plla در همان سیستم حلال نیز بر روی آن قرار گرفته تا نقش کنترل کننده در رهایش دارو را بر عهده داشته باشد. در ساخت این وب، سه متغیر به عنوان فاکتورهای تاثیر گذار در کنترل رهایش دارو در نظر گرفته شده اند و بر اساس این سه متغیر طراحی آزمایشات با نرم افزار design expert و به روش باکس-بنکن صورت گرفته و در آزمایش ها رهایش داخل آزمایشگاهی دارو، تاثیر این متغیرها و اثر متقابل آنها بر متغیر پاسخ که درصد تجمعی دارو در پایان ساعت اول می باشد، بررسی شده است. رابطه ی بین متغیرها بر روی متغیر پاسخ به صورت مدل ریاضی ارائه شده و بر روی این مدل بهینه سازی صورت گرفته است. متغیرهای مورد بررسی شامل غلظت محلول plla حاوی دارو در لایه ی اول، نسبت پلیمر آب دوست به پلیمر آب گریز در لایه ی هیبریدی و ضخامت این لایه بودند و محدوده ی متغیرها در سه سطح به ترتیب، 6 تا %10 وزنی-حجمی، 3/0 تا 7/0 و 10 تا 30 میکرومتر در نظر گرفته شدند. نمونه ها بر اساس ماتریس حاصل از طرح آزمایش متعامد به روش الکتروریسی تهیه شدند و مورد بررسی مورفولوژیکی، استحکام مکانیکی و رهایش داخل آزمایشگاهی قرار گرفتند. الکتروریسی محلول های حاوی دارو در شرایطcm 14/kv 10-8 و ml/hr 5/1 و لایه ی هیبریدی در cm 14/kv 20 و ml/hr 1 صورت گرفت. بررسی مورفولوژی وب نانو الیاف حاوی دارو نشان داد که محدوده ی غلظتی انتخاب شده و شرایط فرایند الکتروریسی منجر به حصول الیاف بسیار نازک و دارای قطر متوسط nm 17 ± 90 در %6، nm 16 ± 117 در %8 وnm 15 ± 144 در %10 شده است. همچنین انتخاب نوع پلیمر و محدوده ی غلظت پلیمر امکان انجام الکتروریسی در ولتاژ پایین را فراهم کرد که این امر تاثیر به سزایی در حفظ فعالیت دارو داشته است. مقدار واقعی داروی بارگذاری شده که برای وب های 6، 8 و %10 به ترتیب برابر 67، 70 و %72 بود، نشان داد که دارو تاثیر نا مطلوب قابل توجهی از ولتاژ میدان الکتریکی نپذیرفته است. در بررسی های رهایش داخل آزمایشگاهی تاثیر طراحی وب بر پروفایل رهایش و نیز تاثیر حضور نانو الیاف %10 pva در شبکه مشاهده شد که اثر افزایشی بر میزان نفوذ بافر به شبکه ی الیاف و افزایش رهایش را داشته است. در تحلیل واریانس نتایج آزمایش مشاهده شد که با توجه به کمتر بودن سطح معناداری دو متغیر غلظت و ضخامت از خطای نوع اول 05/0، این دو پارامتر بر مقدار رهایش تاثیر معناداری داشته اند. همچنین سطح معناداری اثر متقابل این دو پارامتر نیز کوچکتر از خطای 05/0 بوده که نشان از برهم کنش دو پارامتر غلظت و ضخامت دارد. همچنین سطح معناداری آزمون تحلیل واریانس مدل رگرسیونی نیز کوچکتر از خطای نوع اول 05/0 برآورد شده و نشان می دهد که با ضریب اطمینان %95 میزان تغییرات توجیه شده از رهایش توسط مدل رگرسیونی برازش داده شده، معنادار است و لذا مدل رگرسیونی از برازش مناسبی برخوردار است. نتایج نشان می دهند که استفاده از پلیمر plla به دلیل دوره ی تخریب طولانی و محدوده ی غلظتی %10-6 وزنی-حجمی، برای بارگذاری داروی ترتینوئین و حفظ فعالیت آن مناسب بوده اند. علاوه بر آن وجود نانو الیاف pva در شبکه ی نانو الیاف مانع از کاهش درصد نهایی رهایش دارو از شبکه ی وب نانو الیاف شده است. بررسی استحکام مکانیکی وب طراحی شده نشان داد که امکان استفاده از آن در ساخت پچ های پوستی وجود دارد.

با گسترش روز افزون فعالیت های صنعتی از یک سو و عدم رعایت الزامات زیست محیطی از سوی دیگرسبب شده است تا در دهه های اخیر مقادیر قابل ملاحظه ای از آلاینده های هیدروکربنی به وسیله عواملی نظیر دفع و تخلیه نامناسب فاضلاب هاو پسماندهای مراکز صنعتی، پخش آلاینده ها توسط نیروگاه ها، تصادف تانکرها و نفت کش ها و موارد دیگر، وارد محیط زیست، مخصوصاً محیط های آبی شوند. در میان روش های فیزیکی جذب به علت راندمان ببیشتر مورد توجه می باشد. برای انتخاب جاذب مناسب، مهمتر ین فاکتورهایی که باید در نظر گرفته شوند عمدتا شامل ظرفیت بالای جذب نفت، جذب کمتر آب و قابلیت استفاده ی مجدد و هزینه ی کمتر می باشد . جاذب های آلی سنتزی نظیر اسفنج پلی یورتان، نانولوله ی کربنی و کربن فعال از جمله جاذب های آلی سنتزی هستند که به علت ساختار متخلخل دارای ظرفیت بالای جذب هستند ولی راندمان نامناسبی داشته و لذا نیاز به اصلاحات ساختاری و سطحی دارند. در این پروژه برای افزایش ظرفیت جذب نفت توسط اسفنج پلی یورتان و بهبود خواص آبگریزی و چربی دوستی آن، مقادیر مختلف کربن فعال و نانولوله ی کربنی چند دیواره ی کربوکسیلیک(0.5، 1، 2 و 3 درصد وزنی) برروی سطح اسفنج پیوند داده شد. مشخصه یابی جاذب های حاصل با استفاده از طیف سنجی فروسرخ (ft-ir) ، تصاویر الکترونی روبشی (sem)، آنالیز توزین حرارتی((tga و آزمایش کشش مکانیکی انجام شد. نتایج آزمایشات انجام شده نشان دهنده ی کاهش میزان جذب آب در تمامی حالات جاذب ( جاذب های اصلاح سطح شده با کربن فعال و نانولوله ی کربنی) بوده و مقدار بهینه ی کربن فعال و نانولوله ی کربنی روی سطح، 1 درصد وزنی بوده است. جاذب اصلاح شده با 1 درصد وزنی کربن فعال با جذب g/g 27.15 نفت و جاذب اصلاح شده با 1 درصد وزنی نانو لوله ی کربنی روی سطح با جذب g 24.75 بهترین جذب را در میان جاذب های اصلاح شده با کربن فعال و نانولوله ی کربنی داشته اند. ویژگی قابلیت استفاده ی مجدد از جاذب های اصلاح شده با درصد وزنی بهینه ی ماده ی کربنی روی سطح (1 درصد وزنی کربن فعال و 1 درصد وزنی نانولوله ی کربنی) طی چهار سیکل بازیابی شیمیایی و استفاده مجدد بررسی شد. نتایج حاصل نشان دادند که بعد از هر سیکل درصد جذب کاهش یافته اما بازدهی به دلیل افزایش آبگریزی بهبود یافته بود و در انتها نیز جاذب اصلاح شده با کربن فعال و با نانولوله ی کربنی 85% و % .85.45از ظرفیت اولیه ی جذب خود را حفظ نموده بودند. مطابقت داده های آزمایشگاهی با همدمای جذب لانگمویر، فروندلیچ و ردلیش-پترسون بررسی شد. همدماهای لانگمویر و ردلیش-پترسون در دو حالت برازش خطی و غیر خطی مطابقت بهتری با داده های جذب نسبت به همدمای فروندلیچ داشتند.

فلزات مس، نیکل، کبالت از جمله عناصر با ارزش موجود در منایع دور ریز باطله های صنایع هستند که در فرآوری هیدرومتالوژیکی منابع غلظت پایین از جریان محلول های حاوی مس، نیکل، کبالت و آهن جداسازی می گردند. هدف از انجام این تحقیق، جداسازی و بازیابی فلزات جانبی از محلول های دور ریز کم عیار و غلظت پایین بدست آمده از فرآیند بیوهیدرومتالوژی و منابع لاتریتی کم عیار نیکل دار است. در ابتدا به بررسی و تحلیل فرآیند جداسازی مس از محلول با روش استخراج با حلال با استخراج کننده chemprex cp-150 بر پایه اکسیم پرداخته شد. با بررسی نتایج به دست آمده از مطالعات سینتیکی مشخص شد که زمان تماس مناسب جهت انجام آزمایش های مربوط به استخراج مس 2 دقیقه می باشد. در مرحله بعدی، آزمایش های استخراج بر اساس طرح آزمایشی فاکتوریلی کامل هشت آزمایشی انجام شد. با انجام این آزمایش ها و تحلیل نتایج حاصل از آن ها مشخص شد که بهترین شرایط برای استخراج مس با استفاده از حلال آلی chemorex cp-150، در ph برابر 3/2 ، نسبت a:o برابر 1:1 بر محلول های شامل g/l 5/0 مس، ، g/l 25/0 نیکل، g/l 125/0 کبالت و g/l 1/0 آهن می باشد. در این راستا، به منظور بررسی بیشتر قابلیت استخراج حلالی فلز با ارزش مس و بررسی پارامترهای موثر از قبیل غلظت استخراج کننده، ph محلول، نسبت فازی، غلظت محلول اولیه بر استخراج بهینه مس و همچنین ایزوترم های استخراج شامل استخراج متقابل مس با استفاده از روش استخراج حلالی، آزمایش های تکمیلی صورت پذیرفت. از نتایج حاصل استنباط شد که تحت شرایط 10% (v/v) استخراج کننده، 6/0گرم بر لیتر محلول، نسبت فاز آبی به آلی برابر 2:1 ، 2 دقیقه زمان ماند، تعداد دو مرحله استخراج برای رسیدن به میزان 90/99 % استخراج مس مورد نیاز است. به دلیل حضور ناخالصی های فلزی دیگر به ویژه آهن در فرآیند بیوهیدرومتالوژی، قبل از استخراج مس به حذف آهن با روش ترسیب جاروسیتی آمونیاکی پرداخته شد. در ادامه به استخراج مس با روش استخراج حلالی تحت شرایط بهینه بدست آمده و سپس جداسازی نیکل و کبالت با روش ترسیب هیدروکسیدی و سولفیدی پرداخته شد. نتایج حاصل از فرآیند ترسیب نشان داد که تحت شرایط ph برابر (9- 5/8) و نسبت سولفید به فلز برابر 8/1برابر، دمای c°50 و مدت زمان 30 دقیقه ، در حدود 13/96% نیکل و 04/92% کبالت با این روش حذف شدند. در ادامه محلول غلظت پایین حاصل از لیچینگ لاتریت های کم عیار نیز مورد تحلیل قرار گرفت. پس از فرآیند لیچینگ و بازیابی نیکل برابر 87/98% ، مقدار آهن موجود درمحلول تحت فرآیند ترسیب جاروسیتی به میزان 92/99% حذف و تحت ترسیب سولفیدی در شرایط ph برابر (9- 5/8)و نسبت سولفید به فلز برابر 8/1برابر، دمای c °50 و مدت زمان 30 دقیقه 62/99% نیکل و 43/99% کبالت حذف شد.

در این پژوهش از ساقه و برگ گیاه آفتابگردان به دلیل میزان بالای کربوهیدرات های موجود در آن برای تولید بیوگاز و بیوهیدروژن در دمای مزوفیل استفاده شد. جهت بهبود راندمان تولید بیوگاز و بیوهیدروژن از ساقه، پیش فرآوری بر روی آن توسط محلول 50% حجمی ایزوپروپانول در آب (پیش فرآوری توسط حلال آلی) در دماهای مختلف (140،120،100، 160و 180 درجه سانتیگراد) به مدت 30 و 60 دقیقه انجام شد. پیش فرآوری گرمایی نیز بر روی ساقه در دماها و زمان های مشابه با حالت قبل انجام شد. بیشترین مقدار متان تولید شده، 264 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار پس از پیش فرآوری توسط حلال آلی در دمای 180 درجه سانتیگراد به مدت زمان 60 دقیقه بدست آمد، که نسبت به نمونه پیش فرآوری نشده 113 درصد افزاش تولید متان را به دنبال داشت. با اضافه کردن 1% اسید سولفوریک به محلول پیش فرآوری، پیش فرآوری ها در دماهای 140، 160 و 180 درجه سانتیگراد تکرار شد. بیشترین مقدار متان تولید شده از نمونه پیش فرآوری شده توسط حلال آلی در دمای 160 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه، به مقدار 278 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار بدست آمد، که نسبت به نمونه پیش فرآوری نشده 121% افزایش تولید متان را به دنبال داشت. پیش فرآوری بر روی برگ توسط حلال آلی در دماهای مختلف (140،100 و180 درجه سانتیگراد) به مدت 30 و 60 دقیقه انجام شد و نتایج نشان دهنده اثر منفی پیش فرآوری بر روی آن بود. بمنظور افزایش تولید بیو هیدروژن، بر روی مخلوط میکروبی، پیش فرآوری شوک حرارتی در دو دمای 85 و100 درجه سانتیگراد به مدت زمان 15 و 45 دقیقه و پیش فرآوری اسیدی با استفاده از محلول اسید هیدروکلریک با تنظیم ph روی 2 به مدت 24 ساعت و پیش فرآوری ترکیبی به صورت ابتدا پیش فرآوری اسیدی و سپس پیش-فرآوری حرارتی انجام شد. بیشترین میزان هیدروژن تولید شده از پیش فرآوری شوک حرارتی در دمای 85 درجه سانتیگراد به مدت 45 دقیقه، از نمونه ساقه پیش فرآوری شده توسط حلال آلی در دمای 180 درجه سانتیگراد به مدت زمان 60 دقیقه به میزان 8/17 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار بدست آمد. برای نمونه ساقه پیش فرآوری نشده نیز مقدار 1/4 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار بدست آمد. از جامدات، مایعات و مخلوط جامد ومایع حاصل از پیش فرآوری توسط حلال آلی بر روی برگ و ساقه برای تولید هیدروژن استفاده شد. برای ساقه، بیشترین میزان هیدروژن تولید شده از نمونه های جامد حاصل از پیش فرآوری، مربوط به نمونه پیش-فرآوری شده در دمای 160 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه و با حضور کاتالیست، به مقدار 9/19 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار بدست آمد. بیشترین مقدار هیدروژن تولید شده از نمونه های مایع و مخلوط مایع و جامد حاصل از پیش فرآوری مربوط به دمای 160 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه و با حضور کاتالیست، به ترتیب به میزان 4/53 و 3/31 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار بدست آمد. میزان هیدروژن تولید شده از نمونه های جامد حاصل از پیش فرآوری برای برگ، مقادیر پایینی بدست آمد. بیشترین میزان هیدروژن تولید شده مربوط به نمونه پیش فرآوری نشده برابر با 9/4 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار بدست آمد. بیشترین مقدار هیدروژن تولید شده از نمونه های مایع و مخلوط مایع و جامد حاصل از پیش فرآوری برگ توسط حلال آلی مربوط به دمای 180 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه به ترتیب به میزان 1/42 و 5/18 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار بدست آمد. مقدار کل هیدروژن تولید شده از مخلوط جامد ومایع حاصل از پیش فرآوری در دمای 160 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه و با حضور کاتالیست برابر با 2/28 میلی لیتر به ازای گرم جامد فرار اولیه ساقه آفتابگردان و برای برگ در دمای 180 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه برابر با 2/14 میلی لیتر به ازای گرم جامد فرار اولیه برگ آفتابگردان بدست آمد. بیشترین درصد اسیدهای چرب فرار تولید شده برای تمامی نمونه ها در فرآیند تولید هیدروژن مربوط به اسید استیک و کمترین آن مربوط به اسید پروپیونیک بدست آمد. معادله گامپرتز اصلاح شده مطابقت خوبی با داده های آزمایشگاهی هیدروژن تولید شده داشت. نتایج آزمون ftir و sem به ترتیب نشان دهنده کاهش بیشتر میزان شاخص بلورینگی و تخریب بیشتر ساقه آفتابگردان در طی پیش فرآوری توسط حلال آلی در مقایسه با پیش-فرآوری گرمایی است.

به طور کلی بازسازی هدایت شده بافت استخوان به واسطه استفاده از غشا ها صورت می گیرد. این غشا به صورت فیزیکی از تهاجم سلوهای بافت نرم به زخم جلوگیری نموده و محیط را برای فعالیت سلولهای استخوانی مطلوب میکند. به صورت ایده آل غشا بایستی متخلل، زیست تخریب پذیر ، دارای ثبات فیزیکی و غیر سمی باشد. زیست تخریب پذیری غشا باعث می شود تا نیازی به جراحی ثانویه برای خارج کردن غشا نباشد. در این پروژه سعی بر آن شد تا ابتدا با انتخاب یک ماده مناسب به عنوان ترکیب اصلی، برخی از ویژگی های مطلوب برای غشای ایمپلنت دندانی برآورده شود. بنابراین کلاژن به عنوان ماده اصلی در ساخت غشا انتخاب شد. کلاژن به مدت 24 ساعت در استیک اسید با غلظت 5/0 مولار حل شد، خشک و منجمد شد و سپس توسط (edc) n-(3-dimethylaminopropyl)-n^ethylcarbodiimide hydrochloride و n-hydroxysuccinimide (nhs) و در بافر3-(n-morpholino)ethane sulfonic acid (mes) اتصال عرضی داده شد، شسته شد و مجددا خشک و منجمد شد. در این آزمایش با استفاده از آزمون طیف ستجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir) و بررسی تفاوت شدت قله ها در طول موج های عبوری در نمونه های اتصال عرضی شده و اتصال عرضی نشده اثر اتصال عرضی به عنوان یک فرآیند تحکیم کننده پیوند مشاهده شد همچنین با استفاده از تغییر دادن غلظت محلول کلاژن، انجام آزمون های مکانیکی توسط روانه سنج (رئومتر) آنتون پار و تصویربرداری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) این نتیجه به دست آمد که در میان غلظت های 5 و 10 و 20 میلی گرم بر میلی لیتر محلول کلاژن، بالاترین غلظت بیشترین مدول ذخیره و همچنین مطلوب ترین اندازه تخلخل را دارد. دامنه اندازه حفرات غشای کلاژنی به دست آمده از محلول با غلظت 20 میلی گرم بر میلی لیتر و اتصال عرضی داده شده با نسبت 1:1 edc:nhs= در بازه 27 تا 96 میکرون بوده است که در مقایسه با نمونه های تجاری هماهنگی خوبی دارد. در ضمن با توجه به عدم مقایسه اثر نسبت اتصال دهنده های عرضی روی مدول ذخیره در کارهای قبلی با آزمایش روی نسبت اتصال دهنده عرضی این نتیجه گرفته شد که نسبت 1:1 edc:nhs= برای اتصال دهنده عرضی نتیجه بهتری در استحکام مکانیکی نمونه ها می دهد. بیشترین مدول ذخیره برای غشای کلاژنی به دست آمده از محلول با غلظت 20 میلی گرم بر میلی لیتر و اتصال عرضی داده شده با نسبت 1:1 edc:nhs= بود که در حدود 58/4 مگاپاسکال به دست آمد که در مقایسه با همین غلظت کلاژن اما با نسبت اتصال دهنده عرضی 2:1 edc:nhs= 37% افزایش را نشان می داد.با به کار بردن یک نمونه اتصال عرضی داده نشده به عنوان نمونه شاهد و مقایسه تصویر sem آن با نمونه های اتصال عرضی داده شده به هم پیوستگی بیشتری در نمونه های اتصال عرضی داده شده مشاهده شد. علاوه بر این اتصال عرضی دادن موجب افزایش دامنه اندازه حفرات و زیاد شدن تفاوت آنها با یکدیگر می شود.

بیواکسیداسیون کانی¬های سولفیدی یک روش مهم برای آزادسازی طلای محبوس شده در شبکه کانی‎¬‎های سولفیدی مقاوم است. روش ‏ببواکسیداسیون به دلیل داشتن مزایای فنی، اقتصادی و محیط زیستی، توجه ویژه¬ای را در صنایع معدنی به خود جلب کرده است.‏‎ ‎هدف از ‏انجام این پژوهش بررسی پاسخ¬دهی و تاثیر عوامل مختلف فرآیندی شیمیایی و عملیاتی کنسانتره طلای سولفیدی آرسنوپیریتی طرح طلای ‏زرشوران در حضور کشت مخلوط میکروارگانیسم¬¬های مزوفیل و ترموفیل معتدل به منظور بررسی افزایش میزان بازیابی طلا پس از آزمایش-‏های سیانیداسیون مورد مطالعه قرار گرفته است. مینرالوژی خاص سنگ معدن طلای زرشوران، این سنگ معدن را مورد توجه قرار داده است. ‏عیار اولیه طلای کنسانتره معدن زرشوران مورد استفاده در این پژوهش،ppm ‎‏ 3/5 بود. بیولیچینگ سنگ معدن¬های سولفیدی طلای آرسنیکی ‏منجر به استخراج آهن، آرسنیک و سولفور می¬شود. محتوای اولیه گوگرد، آهن و سولفور کنسانتره به ترتیب 293/1%، 354/4% و 98/0% ‏‏(وزنی) بود. آزمایش¬های فلاسک لرزشی با استفاده از نرم افزار طراحی آزمایش نسخه 7، با طرح فاکتوریل کامل دو عاملی و بررسی ‏فاکتورها در دوسطح طراحی و انجام شدند. ‏‎ ‎بدین منظور پس از سازگاری باکتری¬ها، آزمایش¬ها در سه بخش، بیواکسیداسیون توسط مخلوط ‏با کتری¬های مزوفیل در فلاسک لرزشی،‎ ‎‏ بیواکسیداسیون توسط مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در فلاسک لرزشی و بیواکسیداسیون توسط ‏مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در راکتور همزن دار انجام شدند. در آزمایش‎¬‎های بیواکسیداسیون با باکتری¬های مزوفیل در فلاسک ‏لرزشی، پارامترهای مورد بررسی شامل محیط کشت (نوریس و ‏k‏9‏m-‎‏)، ‏ph‏ اولیه (6/1 و 1/2)، دانسیته پالپ (5% و 10%(وزنی/حجمی)) و زمان ‏بیواکسیداسیون (10 و 20 روز) بود. شرایط بهینه، بیشترین میزان استخراج آهن، 1/42%، را در محیط کشت ‏k‏9‏m-‎، 85/1‏ph= ‎‏ با دانسیته پالپ ‏‏5% (وزنی/حجمی) و زمان بیواکسیداسیون 10 روز و بیشترین میزان استخراج آرسنیک 9/23%، را در محیط کشت نوریس، 6/1 ‏ph=‎‏ با ‏دانسیته پالپ 10% (وزنی/حجمی) و زمان بیواکسیداسیون 20 روز پیش بینی پیش بینی نمود. در نهایت کاهش 79% محتوای سولفور منجر به ‏بازیابی 54% طلا در آزمایش¬های سیانیداسیون شد. در آزمایش¬های بیواکسیداسیون با مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در فلاسک لرزشی، ‏پارامترهای مورد بررسی شامل محیط کشت (نوریس و ‏k‏9‏m-‎‏)، ‏ph‏ اولیه (6/1 و 1/2)، دانسیته پالپ (5% و 10%(وزنی/حجمی)) و زمان ‏بیواکسیداسیون (10 و 20 روز) بود. شرایط بهینه، بیشترین میزان استخراج آهن، 4/26%، را در محیط کشت ‏k‏9‏m-‎، 6/1 ‏ph=‎‏ دانسیته پالپ 5% ‏‏(وزنی/حجمی) و زمان بیواکسیداسیون 15 روز و بیشترین میزان استخراج آرسنیک،‎ ‎‏ 8/48% ، را در محیط کشت ‏k‏9‏m-‎، 6/1 ‏ph=‎‏ با دانسیته ‏پالپ 5% (وزنی/حجمی) و زمان بیواکسیداسیون 15 روز پیش بینی نمود. در نهایت کاهش 84% محتوای سولفور منجر به بازیابی 64% طلا در ‏آزمایش¬های سیانیداسیون شد. آزمایش¬های بیواکسیداسیون در راکتور همزن¬دار با مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در محیط کشت ‏نوریس، 8/1 ‏ph=‎‏ و دانسیته پالپ 10% نشان داد، در روز یازدهم انجام آزمایش (روز اتمام آزمایش)، میزان استخراج آهن و آرسنیک به ‏ترتیب 2/3% و 6/2% بود و در نهایت کاهش 61% محتوای سولفور منجر به بازیابی 80% طلا در آزمایش¬های سیانیداسیون شد. آزمایش¬های ‏بیواکسیداسیون در راکتور با دانسیته پالپ 20% با مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در محیط کشت نوریس، 8/1 ‏ph=‎‏ و افزایش تدریجی ‏دانسیته پالپ به 20% نشان داد، در روز سی و یکم انجام آزمایش (روز اتمام آزمایش)، میزان استخراج آهن و آرسنیک به ترتیب 3/1% و ‏‏1/1% بود و در نهایت کاهش 53% محتوای سولفور منجر به بازیابی 65% طلا، در آزمایش¬های سیانیداسیون شد.

هنگامی که طلا به صورت ریز دانه یا زیرمیکرونی در کانی¬های سولفیدی مانند آرسنوپیریت و پیریت به دام افتاده است، بازیابی طلای آن کاهش یافته و به عنوان سنگ طلای مقاوم شناخته می¬شود. از طرف دیگر به دلیل کاهش ذخایر معدنی با عیار بالاصنایع معدنی، به دنبال یافتن و افزایش استفاده از روشهایی برای استخراج فلزات از معادن عیار پایین هستند. انحلال بیولوژیکی به دلیل سادگی نسبی عملیات، مصرف پایین انرژی، سازگاری با محیط زیست و تولید نکردن گازهای سمی، بعنوان روشی نو و اقتصادی در استخراج برخی از فلزات از جمله طلا پذیرفته شده است. وقتی میکروارگانیسم ها سنگهای معدنی را اکسید می¬کنند ساختمان آنها باز شده، بنابراین به مواد شیمیایی حل کننده¬ی طلا مانند سیانید اجازه نفوذ به داخل سنگ معدن را می¬دهند. در این پژوهش تاثیر عوامل مختلف عملیاتی بر بیواکسیداسیون کانسنگ طلای مقاوم زرشوران که بخشی از طلای موجود در آن درون شبکه¬ی پیریت و آرسنوپیریت محصور شده، و کانسنگ طلای مقاوم موته که بخشی از طلای آن در شبکه پیریت محصور است، به منظور بررسی افزایش میزان بازیابی طلا مورد مطالعه قرار گرفته¬اند. بدین منظور آزمایش¬ها در پنج بخش، بیواکسیداسیون کانسنگ طلای زرشوران توسط مخلوط با کتری¬های مزوفیل در شیک فلاسک، بیواکسیداسیون کانسنگ طلای زرشوران توسط مخلوط باکتری¬های ترموفیل معتدل در شیک فلاسک، بیواکسیداسیون کانسنگ طلای موته توسط باکتری¬های مزوفیل و ترموفیل معتدل در شیک فلاسک و بیواکسیداسیون کانسنگ طلای زرشوران توسط مخلوط1:1 باکتری¬های مزوفیل و ترموفیل معتدل در راکتور ستونی، به منظور بررسی پتانسیل هیپ بیواکسیداسیون طلا برای این کانسنگ انجام شدند. در آزمایش¬های بیواکسیداسیون در شیک فلاسک با نرخ همزدن rpm150، پارامترهای مورد بررسی شامل محیط کشت (نوریس و k9)، ph اولیه (6/1 و 1/2)، دانسیته پالپ (5% و 10%) و زمان بیواکسیداسیون (16 و 36 روز برای نمونه زرشوران، 10 و22 روز برای نمونه موته) بوده است. شرایط بهینه برای باکتری¬های مزوفیل برای انحلال بیولوژیکی کانسنگ طلای زرشوران، بیشترین میزان استخراج آهن 7/48% را در محیط کشت نوریس و مدت زمان 16 روز با 6/1=ph و دانسیته پالپ10%، و بیشترین استخراج آرسنیک 5/35% را در دانسیته پالپ 5% (w/v) و زمان 36 روز با 6/1=ph در محیط نوریس پیش ¬بینی نموده است، که در نهایت منجر به کاهش 69% محتوای سولفور و افزایش بازیابی طلا تا میزان 76% شد. در آزمایش¬های بیواکسیداسیون با باکتری¬های ترموفیل معتدل برای انحلال بیولوژیکی کانسنگ طلای زرشوران، بیشترین میزان استخراج آهن 4/26% را در محیط کشت نوریس و دانسیته پالپ 5%(w/v) با 6/1=ph، و بیشترین میزان استخراج آرسنیک 57/17% را در زمان 36 روز و 6/1=ph در محیط کشت نوریس و دانسیته پالپ10% پیش¬بینی نموده است، که در نهایت منجر به کاهش 6/80% محتوای سولفور و رسیدن بازیابی طلا به 84% شد. شرایط بهینه برای باکتری¬های مزوفیل برای انحلال بیولوژیکی کانسنگ طلای موته، بیشترین میزان استخراج آهن را 6/55% در محیط کشت 9k با دانسیته پالپ 5%(w/v) و 6/1=ph پیش¬بینی نموده است، که در نهایت کاهش 10% محتوای سولفور منجر به استخراج 69% طلا شد. در آزمایش¬های بیواکسیداسیون با باکتری¬های ترموفیل معتدل برای انحلال بیولوژیکی کانسنگ طلای موته، بیشترین میزان استخراج آهن 9/15% را در محیط کشت 9k، دانسیته پالپ 5% (w/v) با 6/1=ph پیش-بینی کرد، که در نهایت کاهش 6/41% محتوای سولفور منجر به رسیدن بازیابی طلا به 82% شد. در آزمایش¬های بیواکسیداسیون در راکتور ستونی با نسبت اختلاط 1:1 از باکتری¬های مزوفیل و ترموفیل معتدل در محیط کشت نوریس و 6/1=ph نشان داد که کاهش 73% محتوای سولفور منجر به استخراج 78% طلا شد.

جداسازی آلاینده های آلی از فاضلاب های صنعتی بمنظور پیشگیری از نشر و افزایش آلودگی های زیست محیطی امری مهم است. فنل ها و سایر ترکیبات حلقوی آلاینده های رایجی هستند که اغلب در جریان فاضلاب پالایشگاه های نفتی و صنایع پتروشیمی یافت می شوند. جداسازی فنل و فورفورال در دهه ی گذشته توجه چشمگیری را به خود جلب کرده است. برخی از روش های مهم به منظور حذف فنل و فورفورال شامل استخراج با حلال، فرایندهای غشایی و جذب سطحی بر روی کربن فعال و جاذب های پلیمری می باشد. جذب سطحی به علت سادگی، انعطاف پذیری و سرعت جذب بالا بیشتر مورد استفاده می باشد. تخلخل بالا، سطح ویژه بالا، حضور گروه های عاملی فعال بر سطح و توانایی جداسازی و بازیابی جاذب از ویژگی های یک جاذب مناسب برای استفاده صنعتی می باشد. به این منظور کربن فعال مغناطیسی شده با نانوذرات اکسید آهن و اسفنج پلی یورتان به منظور جذب فورفورال و فنل سنتز شدند. پودر کربن فعال با نانوذرات اکسید آهن به روش همرسوبی، مغناطیسی شده تا به آسانی به وسیله ی یک آهنربای ساده قابل جداسازی پس از فرایند جذب باشد. اسفنج پلی یورتان با استفاده از پلی ال پلی اتری با متیلن دی فنیل دی ایزوسیانات سنتز شد. نتایج به دست آمده از جذب فنل توسط اسفنج پلی یورتان و جذب فورفورال توسط کربن فعال نشان داد سینتیک جذب از نوع شبه درجه دوم بوده و علاوه بر سرعت نفوذ درون ذره ای، جذب شیمیایی نیز کنترل کننده فرایند جذب است. در ادامه نتایج تأثیر سه عامل ph، غلظت اولیه آلاینده و جرم جاذب بر جذب آلاینده به وسیله طراحی آزمایش با روش رویه پاسخ نشان داد که تأثیر عامل ph بسیار کمتر از دو عامل دیگر می باشد و در برهمکنش ها نیز تأثیر متقابل ph با دو عامل دیگر کمتر از برهمکنش غلظت اولیه آلاینده و جرم جاذب می باشد. بیشینه ظرفیت جذب فنل برای اسفنج پلی یورتان در 6=ph، غلظت اولیه فنل ppm 90 و مقدار جاذب g 5/0 برابر با mg/g255/3 بود و بیشینه ظرفیت جذب فورفورال برای کربن فعال مغناطیسی شده در 6/6=ph، غلظت اولیه فورفورال ppm 190 و مقدار جاذب g 03/0 برابر با mg/g 106 می باشد. با در نظر گرفتن ph و جرم جاذب بهینه برای هر جاذب و آلاینده در غلظت های اولیه مختلف، همدماهای جذب لانگمویر، فروندلیچ و تمکین بررسی شد که نتایج حاکی از منطبق شدن مدل فروندلیچ برای جذب فنل توسط اسفنج پلی یورتان و منطبق شدن مدل تمکین و لانگمویر برای جذب فورفورال توسط کربن فعال مغناطیسی شده بود. نتایج جذب همزمان فنل و فورفورال توسط اسفنج پلی یورتان نشان از تأثیر کم غلظت اولیه فورفورال بر ظرفیت جذب فنل می باشد ولی این نتایج برای کربن فعال مغناطیسی شده نشان داد که با افزایش غلظت اولیه فنل، ظرفیت جذب فورفورال کاهش می یابد. وجود نمک سدیم کلرید در محلول بر ظرفیت جذب فنل توسط اسفنج پلی یورتان تأثیری ندارد ولی باعث کاهش ظرفیت جذب فورفورال توسط کربن فعال مغناطیسی شده می شود. احیای جاذب ها با اتانول 25% در ph برابر 12 انجام شد که بعد از سه مرحله جذب، ظرفیت جذب فنل توسط اسفنج پلی یورتان تغییری نکرد ولی ظرفیت جذب فورفورال توسط کربن فعال مغناطیسی شده حدود 25% کاهش یافت.

بیواکسیداسیون کانی های سولفیدی یک روش مهم برای آزادسازی طلای محبوس شده در شبکه کانی های سولفیدی مقاوم است. روش ببواکسیداسیون به دلیل داشتن مزایای فنی، اقتصادی و محیط زیستی، توجه ویژه ای را در صنایع معدنی به خود جلب کرده است. هدف از انجام این پژوهش بررسی پاسخ دهی و تاثیر عوامل مختلف فرآیندی شیمیایی و عملیاتی کنسانتره طلای سولفیدی آرسنوپیریتی طرح طلای زرشوران در حضور کشت مخلوط میکروارگانیسم های مزوفیل و ترموفیل معتدل به منظور بررسی افزایش میزان بازیابی طلا پس از آزمایش های سیانیداسیون مورد مطالعه قرار گرفته است.

در چند دهه اخیر به دلیل رشد جمعیت و همچنین ارتقاء سطح استانداردهای زندگی مصرف الیاف و به دنبال آن تولید مواد پسماند نساجی به شدت افزایش یافته است. از عمده ترین راهکارهای مدیریت مواد پسماند نساجی دفن و سوزاندن است که این راهکارها اثرات تخریبی زیست محیطی بدنبال دارند. این درحالی است که بخش عمده ای از این مواد پسماند قابلیت تبدیل به محصول های بیولوژیک از جمله بیوگاز را دارند. بیوگاز از دسته سوخت های زیستی است که طی چهار مرحله اصلی در اثر تخمیر زیست توده توسط باکتری های بی هوازی تولید می شود. در این تحقیق به منظور افزایش بازده تولید بیوگاز،کاهش بلورینگی جزء پنبه ای و جداسازی الیاف پنبه از پلی استر، از پیش فرآوری با محلول کربنات سدیم برای پارچه پنبه-پلی استر و پنبه خالص استفاده شد و همچنین برخی ویژگی های پلی استر باقیمانده تعیین شد. نمونه های خام پنبه و پارچه جهت مقایسه، تحت پیش فرآوری با دماهای گوناگون (50، 100 و 150 درجه سانتی گراد)، در غلظت ها ی مختلف کربنات سدیم(0، 5/0 و 1 مولار) به مدت 120 دقیقه قرارگرفت. عملیات تهیه بیوگاز روی نمونه های خام و پیش فرآوری شده پارچه و پنبه و همچنین یک نمونه پارچه تهیه شده از پنبه بازیابی شده از نوع ویسکوز انجام گرفت. بیشترین مقدار متان تولید شده از پارچه و پنبه به ترتیب، 9/328 و 1/361 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار برای نمونه های پیش فرآوری شده در دمای 150 درجه سانتی گراد با غلظت 5/0 مولار کربنات سدیم به مدت زمان 120 دقیقه در طی 40 روز به دست آمد. همچنین تحت این شرایط دمایی و غلظت کربنات سدیم، الیاف پلی استر به میزان قابل توجهی هیدرولیز و از ساختار پارچه جدا شدند به طوری که درصد سلولز موجود در جامد باقیمانده پس از پیش فرآوری در حدود 91 درصد بدست آمد. متان تولیدی از ویسکوز طی مدت 40 روز، 7/381 میلی لیتر به ازای هر گرم جامد فرار بود.گرچه تصاویر تهیه شده به روش میکروسکوپ الکترونی روبشی از بهترین نمونه های پیش فرآوری شده و نمونه خام پنبه و پارچه، تغییر محسوسی جز اندکی تورم در ساختار میکروفیبریلی پنبه نشان نمی دهد اما نتایج حاصل از آنالیز ftir نشان دهنده کاهش کریستالینیتی جزء پنبه ای و همچنین تبدیل سلولز نوع اول به نوع دوم است.بنابراین افزایش قدرت جذب، ازبین رفتن ناخالصی ها، کاهش بلورینگی بخش سلولزی و هیدرولیز بخش پلی استری در اثر پیش فرآوری قلیایی را می توان از عوامل افزایش بازده تولید بیوگاز و اتانول در این تحقیق دانست. همچنین نمونه های پیش فرآوری شده پنبه وپارچه خام جهت تعیین میزان گلوکز تولیدی به مدت 72 ساعت توسط آنزیم های سلولاز و بتا گلوکسیداز هیدرولیز شدند. بهترین نمونه های هیدرولیز آنزیمی و همچنین نمونه های خام تحت شرایط تخمیر جداگانه توسط مخمر ساکارومایسیس سرویسیه به منظور تهیه اتانول قرارگرفتند. بیشترین بازده هیدرولیز آنزیمی در نمونه پنبه ای به ترتیب به میزان 9/87 و 9/88 درصد و در نمونه پارچه به ترتیب به میزان 5/79 و 7/81 درصد مشاهده شد. این درحالی است که بازده هیدرولیز آنزیمی نمونه پنبه خام 9/36 درصد و پارچه پیش فرآوری نشده 0/28 درصد بود. بیشترین بازده تولید اتانول از پنبه و پارچه به ترتیب 4/69 و 5/59 درصد بدست آمد.

هدف اصلی از انجام این تحقیق، بازیابی تجمعی فلزات مس، نیکل و کبالت از محلول های رقیق پایه سولفاتی با شرایط مشابه فرایند فروشویی زیستی به روش ترسیب یونی می باشد. در این پژوهش، از دو روش ترسیب سولفیدی و هیدروکسیدی جهت تغلیظ محلول ها استفاده شد. در مرحله اول، با استفاده از طرح آزمایشی مرکب مرکزی، تأثیر سه عامل ph، دما و نسبت مولی سولفید به فلزات در بازیابی فلزات مس، نیکل، کبالت از محلول حاوی این فلزات و آهن، کلسیم و منیزیم مورد مطالعه قرار گرفت. برای تعیین شرایط بهینه بازیابی فلزات یادشده، تعداد 17 آزمایش انجام شد. در خصوص بازیابی همزمان نیکل و کبالت از محلول های غلظت پایین که از محلول حاصل از فروشویی منابع کم عیار لاتریتی به عنوان محلول واقعی استفاده گردید، با توجه به غلظت نسبتاً بالای نیکل و همچنین سادگی شرایط عملیاتی، روش ترسیب هیدروکسیدی به عنوان راهکار بازیابی فلز انتخاب شد.

برای بررسی توانایی tio2 در تخریب ساختار فنل از ماده فعال سطحی پلورونیک پی-123، پلورونیک اف-127 و سی تب استفاده شد. همچنین کاتالیست نوری m-tio2 ساخته و اثر آن بر تخریب ساختار فنل در آب بررسی شد. در قسمت دیگر از پایه sba-15 استفاده و کاتالیست ti-sba-15 ساخته و اثر آن بر تخریب فنل بررسی شد.

در سال های اخیر استفاده بی رویه از سوخت های فسیلی سبب بوجود آمدن تغییرات آب و هوایی، آلودگی آب، خاک، و انتشار گاز های گلخانه ای از جمله کربن دی اکسید و متان در جو شده است. این مشکلات موجب شده است کشورها در پی یافتن سوخت های جایگزین باشند. یکی از این سوخت های جایگزین بیوگاز است که از منابع زیست توده بدست می-آید. در این تحقیق پتانسیل تولید بیوگاز از کاه کلزا مورد بررسی قرار گرفت. به منظور دستیابی به بهترین پتانسیل تولید بیوگاز و شکستن ساختار لیگنوسلولزی منظم و متراکم کاه کلزا، از پیش فرآوری به وسیله naoh استفاده شد. برای ترتیب دادن آزمایش ها از نرم افزاز طراحی آزمایش استفاده گردید. به این ترتیب که پس از انجام مطالعات کتابخانه ای و یافتن مقادیر حداکثر و حداقل دمای پیش فرآوری(125-25 درجه سانتی گراد)، زمان پیش فرآوری(120-0 دقیقه) و غلظت محلول naoh (10%-0 وزنی) آزمایش های لازم صورت گرفت. هضم بی هوازی به وسیله مخلوط میکروبی که از تصفیه-خانه شمال اصفهان تهیه شده بود انجام گرفت. تمامی آزمایش ها در راکتور های 118 میلی لیتری و در فاز آزمایشگاهی انجام گرفت. تحلیل تولید بیوگاز به وسیله دستگاه گاز کروماتوگرافی صورت پذیرفت. بیشترین میزان متان تولیدی(ml/g vs) 3/277 گزارش شد که مربوط به دمای 75 درجه سانتی گراد، زمان 60 دقیقه و غلظت 5% وزنی naoh بود. این میزان متان نسبت به نمونه پیش فر آوری نشده 105% افزایش تولید متان را نشان می دهد.مقادیر r2adj و r2predict در این تحقیق به ترتیب 8876/0 و 8041/0 بود که نشان دهنده بدست آمدن نتایج قابل قبول در این تحقیق است. با استفاده از بهینه سازی طراحی آزمایش مقادیر بهینه برای ماکزیمم کردن تولید متان در دمای 84 درجه سانتی گراد، زمان 62 دقیقه و غلظت % 5 وزنی naoh بدست آمد. مقدار ماکزیمم متان بدست آمده از روش بهینه سازی(ml/g vs) 08/257 مشاهده شد. مشاهده تصاویر sem برای نمونه هایی که بیشترین میزان متان تولیدی را داشتند حاکی از افزایش تورم در سطح کاه کلزا و بوجود آمدن حفره هایی به منظور نفوذ میکرواوگانیسم ها به سوبسترا را داشت.