%41تخفیف

دانلود پروژه:تصفیه بیولوژیکی آنیونهای نیترات و فسفات توسط ریز جلبکChlorellavulgaris از اکوسیستم های آبی

کارشناسی ارشد در رشته مهندسی شیمی

تصفیه بیولوژیکی آنیون**های نیترات و فسفات توسط ریز جلبکChlorellavulgaris از اکوسیستم های آبی**

کلید واژهها: ریزجلبک، فتوبیوراکتور، نیترات، فسفات، دینامیک سیالات محاسباتی.

چکیده:

آنیونهای نیترات و فسفات مواد شیمیایی مضری هستند که از طریق زه آبهای کشاورزی و فاضلابهای صنعتی و شهری به منابع آبهای زیرزمینی و سطحی وارد میشوند. استفاده از جلبک در پالایش یونهای آلاینده از آبهای آلوده به دلیل بازدهی بالا و هزینههای پایین اقتصادی در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفتهاست. در این تحقیق تصفیه بیولوژیکی آنیونهای نیترات و فسفات از فاضلاب مصنوعی به وسیله ریزجلبک chlorella vulgaris مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات برای تصفیهmg/L 250 نیترات وmg/L 22 فسفات به وسیله فتوبیوراکتور با حجم کاری 8 لیتر انجام شد. اثرات دما، pH و هوادهی در فرایند حذف نیترات و فسفات موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد ریزجلبک کلرلا ولگاریس توانایی زیادی در حذف نیترات و فسفات دارد و میتواند شرایط محیطی متفاوت را تحمل کند. بهترین نقطه برای فرایند حذف نیترات تحت شرایط °C 26، 6/7 pH= و شدت هوادهی L/min 68/4 بدست آمد. در شرایط بهینه عملیاتی 90% از کل نیترات در عرض 48 ساعت حذف شد و مقدار نیترات به پایین تر از مقدار استاندارد کاهش پیدا کرد (mg NO₃^–L^-1 25). به طور مشابه، کاهش رضایت بخشی در میزان فسفات در بسیاری از آزمایشات به خصوص در مقادیر pH بالاحاصل شد. این بدین دلیل بود که در محیطهای بازی آنیون فسفات تمایل شدیدی به جذب بر روی سطوح مواد آلی دارد. نقطه بهینه عملیاتی برای فرایند حذف فسفات تحت شرایط °C 02/22، 02/10 pH= و شدت هوادهی L/min 68/4 حاصل شد.تحت این شرایط مدل ارائه شده میزان 100% حذف را برای آنیون فسفات در پایان 24 ساعت پیش بینی میکند.

با توجه به اهمیت اختلاط و هوادهی در این فرایند، توزیع ذرات هوا در فتوبیوراکتور توسط دینامیک سیالات محاسباتی مدلسازی شد. مطالعات مدلسازی نشان داد که وجود بافل در ساختار بیوراکتور توزیع مناسبی را برای ذرات هوا در سراسر بیوراکتور فراهم میکند.

دسته: فنی و مهندسی, مهندسی شیمی برچسب: دینامیک سیالات محاسباتی, فتوبیوراکتور, فسفات, کلید واژهها: ریزجلبک, نیتراتدانلود-پروژه-کارشناسی-ارشد-مقاله-پایان نامه-پژوهش-

توضیحات

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه و مرور منابع

1-1- مقدمه 1

1-2- آلودگینیتراتیمنابعآب 1

1-2-1- منشاءنیتراتدراکوسیستم‌هایآبی 1

1-2-2-تغییراتآنیوننیتراتدرطبیعت 2

1-2-3- خطراتناشیازافزایشنیتراتدرآب 3

1-3- آلودگیفسفاتیمنابعآب 4

1-3-1-منشاءفسفاتدراکوسیستم‌هایآبی 4

1-3-2- تغییراتآنیونفسفاتدرطبیعت 5

1-3-3- خطراتناشیازافزایشفسفاتدرآب 5

1-4- روش‌هایحذفنیتراتازآب 5

1-4-1-روش‌هایتصفیهنیترات 6

1-4-1-1- روشالکترودیالیز 6

1-4-1-2روشاسمزمعکوس 7

1-4-1-3- روشتبادلیونی 8

1-4-1-4- حذفنیتراتبهروشبیولوژیکی 9

1-5- روش‌هایتصفیهفسفات 10

1-6- جلبک‌هایمیکروسکوپی 10

1-6-1- روش‌هایتغذیهایجلبکها 11

1-6-2- موادغذاییضروریجلبکها 12

1-6-1- کربن 12

1-6-2- نیتروژن 14

1-6-3- فسفر 14

1-6-4- سایرعناصرماکروومیکرو،کلاتکننده‌هاوآب 15

1-7- عواملفیزیکیموثردرجذبعناصرغذاییتوسطجلبکها 16

1-8- ریزجلبکchlorella vulgaris 16

1-8-1- استفادهازکلرلاولگاريسبهعنوانغذا 17

1-8-2- استفادهازكلرلاولگاريسبهعنوانخوراكدام،طيوروآبزیان 18

1-8-3- کاربردكلرلاولگاريسدرکشاورزي 18

1-8-4-كاربردكلرلاولگاريسدرصنايعدارويي 18

1-8-5-كاربردكلرلا ولگاريس درمسافرت‌هایفضايي 19

1-8-6- كاربردكلرلا ولگاريس درتصفيهفاضلابوپساب‌ها 19

1-9- تصفیهفاضلاب (نیتراتوفسفات) بااستفادهازریزجلبکها 20

1-10- دینامیکسیالاتمحاسباتی 25

1-10-1-مزایایدینامیکسیالاتمحاسباتی 26

1-10-2- روشحجممحدود 26

1-10-3- انواعحلکننده‌ها 27

1-11-اهدافپروژه 28

فصل دوم: مواد و روشها

2-1-سویهریزجلبکوموادلازمجهتتهیهمحیطکشت 30

2-2- موادلازمجهتاندازهگیریغلظتنیتراتوفسفات 31

2-3- موادلازمجهتکنترلpH 31

2-4-تجهیزاتودستگاهها 32

2-5- روشکشتریزجلبک 33

2-6-شرایطعملیاتیفتوبیوراکتور 34

2-7- تهیهیفاضلابمصنوعی 35

2-8-اندازهگیریغلظتنیترات 36

2-9-اندازهگیریغلظتفسفات 37

2-10-دانسیتهنوری(OD)درطولموجهایnm 550 و nm680 37

2-11- محاسبهمقداربیوماسخشکتولیدشده 38

2-12- طراحیآزمایش 38

2-12-1- طرحرویهیپاسخ 38

2-13- نرمافزارهایدینامیکسیالاتمحاسباتی 39

2-13-1- نرمافزارگمبیت2,0,4 39

2-13-2- نرمافزارفلوئنت 6,3,26 40

فصل سوم: نتایج و بحث

3-1- فتوسنتز 42

3-1-1-واکنشهاینوریفتوسنتز 42

3-1-2-واکنشهایتاریکیفتوسنتز 43

3-2- بررسیتأثیرگازکربندیاکسیددرکنترلpH،رشدریزجلبکوحذفآلایندهها 43

3-2-1- تأثیرگازدیاکسیدکربنبررویحذفنیتراتازمحیط 44

3-2-2- تأثیرگازدیاکسیدکربنبررویحذففسفاتازمحیط 45

3-2-3- تأثیرگازدیاکسیدکربنبررویتولیدبیوماس 47

3-3-طراحیآزمایشحذفنیترات 48

3-3-1- آنالیزANOVA 50

3-3-2- رویههایپاسخ 53

3-3-3- شرایطبهینه برای فرایند حذف نیترات 60

3-4- غلظتفسفات 61

3-4-1-آنالیزANOVA 62

3-4-2- رویههایپاسخ 65

3-4-3- شرایطبهینه برای فرایند حذف فسفات 68

3-5- مدلسازیCFDهوادهیفتوبیوراکتور 69

3-5-1- شرحمسئله 69

3-5-2- هندسهسیستم 69

3-5-3- مدلدینامیکسیالاتمحاسباتی 70

3-5-4-معادلاتفیزیکی 72

3-5-5- نتایجمدلسازی 73

3-5-5-1- توزیعسرعتدرراکتور 73

3-5-5-2- توزیعوپخشذراتهوادرفتوبیوراکتور 77

3-5-6- معتبرسازیمدلشبیهسازی 79

نتیجه گیری 80

پیشنهادات 82

مراجع 83

فهرست اشکال

شکل‏1‑1: نماییازاستخرهایتلفیقیسامانهAIWPS 21

شکل‏1‑2: نحوهکشتجلبکمیکروسکوپیدراستخرشبیهسازیشدهتوسطBelle 22

شکل‏1‑3: نماییازمحیطکشتجلبکمیکروسکوپیدرفاضلابتوسطLarsdotter 24

شکل‏1‑4: نماییازفتوبیوراکتورطراحیشدهتوسطQiangبرایحذفنیتراتازآبزیرزمینی 24

شکل‏2‑1: تصویرمیکروسکوپیریزجلبکChlorellavulgaris 30

شکل‏2‑2: الف) نمایبیرونیوب) نمایدرونیشیکرانکوباتوردرکشتریزجلبک 33

شکل‏2‑3: شماییازشرایطعملکردیفتوبیوراکتور 35

شکل‏2‑4: تلقیحریزجلبکبهفتوبیوراکتور،الف) قبلازتلقیح،ب) درحینتلقیح 36

شکل‏3‑1: منحنیکالیبراسیونغلظتنیتراتبرحسب دانسیته نوری 45

شکل‏3‑2: تغییراتغلظتنیتراتموجوددرمحیطدرطول 7 روز 45

شکل‏3‑3: منحنیکالیبراسیونغلظتفسفاتبرحسبدانسیته نوری 46

شکل‏3‑4: غلظتفسفاتموجوددرمحیطدرطول 7 روز 46

شکل‏3‑5: منحنیکالیبراسیونبیوماسخشکتولیدیبرحسبغلظت 47

شکل‏3‑6: میزانبیوماستولیدشدهدرمحیطدرطول 7 روز 48

شکل‏3‑7: نمودارهایباقیماندههابرایفرایندحذفنیترات 52

شکل‏3‑8: نمودارمقایسهنتایجتجربیومدلبرایفرایندحذفنیترات 53

‏شکل 3‑9: تغییراتدرصدحذفنیتراتدراثرتغییراتدماوpHدرشدتهوادهیثابت 54

‏شکل 3‑10: شماییازفتوبیوراکتوردراولینروزبعدازتلقیحالف)°C 59/16 T=وب) °C 25 T= 55

شکل‏3‑11: منحنیرشدریزجلبکدردماهایمختلف 57

شکل‏3‑12: منحنیرشدریزجلبکدرpHمختلف 58

شکل‏3‑13: تغییراتدرصدحذفنیتراتدراثرتغییراتدماوشدتهوادهیدرpHثابت 59

شکل‏3‑14: تغییراترشدریزجلبکدراثرتغییرشدتهوادهیدر6 pH=و°C20 T= 60

شکل‏3‑15: نمودارهایباقی‌مانده‌هابرایفرایندحذففسفات 64

شکل‏3‑16: نمودارمقایسهنتایجتجربیومدلبرایفرایندحذففسفات 64

شکل‏3‑17: تغییراتدرصدحذف فسفاتدراثرتغییراتدماوpHدرشدتهوادهیثابت 65

شکل‏3‑18: تغییراتدرصدحذففسفاتدراثرتغییراتدماوشدتهوادهیدرpHثابت 67

شکل‏3‑19: هندسهبیوراکتورشبیهسازیشدهالف) بیوراکتوربافلدارب) بیوراکتوربدونبافلج) همزنوپاشنده 71

شکل‏3‑20: بردارهایسرعترویسطحمقطعافقیمتناظربامرکزهمزن،رنگشدهبااندازهسرعتm/sالف ) بیوراکتوربدونبافلب) بیوراکتوربابافل 74

شکل‏3‑21: مسیرحرکتتعدادیازجریانهاازصفحهمیانیبیوراکتورها،رنگشدهبااندازهسرعتm/sالف) بیوراکتوربدونبافلب) بیوراکتوربافلدار 76

شکل‏3‑22: توریعذراتپخششدهدربیوراکتور،رنگشدهبرحسبزمانماند (s) الف) بیوراکتوربدونبافلب) بیوراکتوربابافل 78

شکل‏3‑23: توزیعذراتهواپخششدهدربیوراکتور،الف)بیوراکتوربدونبافلب) بیوراکتوربابافل 79

فهرست جداول

جدول‏1‑1:اثرروشالکترودیالیزدرکاهشآنیون‌هاوکاتیون‌ها 7

جدول‏1‑2: اثرروشاسمزمعکوسدرکاهشآنیون‌هاوکاتیون‌ها 7

جدول‏1‑3: اثرروشتبادلیونیدرکاهشآنیون‌هاوکاتیون‌ها 8

جدول‏2‑1: مواداصلیمورداستفادهبرایتهیهمحیطکشت 30

جدول‏2‑2: موادکممصرفبرایتهیهمحیطکشت 31

جدول‏2‑3: موادلازمبرایسنجشغلظتنیتراتوفسفات 31

جدول‏2‑4: موادلازمبرایکنترلpH 32

جدول‏2‑5: مشخصاتواهدافاستفادهدستگاههایمورداستفاده 32

جدول‏3‑1: محدودهتغییرپارامترهاوسطوحپنج‌گانهطراحیآزمایش 49

جدول‏3‑2: آزمایشهایحذفنیتراتبهترتیباجراونتایجتجربیومدل 49

جدول‏3‑3: آنالیزANOVAبرایفرایندحذفنیترات 50

جدول‏3‑4: آنالیزآماریضرایبثابتمدلبرایفرایندحذفنیترات 51

جدول‏3‑5: شرایطبهینهبرایبهحداکثررساندندرصدحذفنیترات 60

جدول‏3‑6: آزمایشهایحذففسفاتبهترتیباجراونتایجتجربیومدل 62

جدول‏3‑7: آنالیزANOVAبرایفرایندحذففسفات 63

جدول‏3‑8: آنالیزآماریضرایبثابتمدلبرایفرایندحذففسفات 63

جدول‏3‑9: شرایطبهینهبرایبهحداکثررساندندرصدحذففسفات 68

جدول‏3‑10: ابعادومشخصاتبیوراکتور 69

جدول‏3‑11: مشخصات فاز اصلی و فاز پخش شده 73

امتیاز 0 از 5 از 0 دیدگاه

قیمت اصلی 39,000 تومان بود.قیمت فعلی 23,000 تومان است.

تاریخ ایجاد دی 25, 1399
تاریخ بروزرسانی اسفند 13, 1401
فروش 0
دیدگاه 0

شرایط استفاده از محصول

تمام محصولات به ازای پرداخت پروژه تنها قابل استفاده می باشند. این بدین معنی است که برای استفاده از یک یا چند محصول ، لازم به خرید آن محصول است.

مزایای خرید این محصول:

دسترسی به فایل به صورت همیشگی
پشتیبانی رایگان
پشتیبانی 24 ساعته محصول
بازگشت وجه در صورت عدم رضایت مشتری

مشاهده قوانین سایت