%46تخفیف

حذف متیلن بلو از پساب آبزی‌پروری با استفاده از ماکروآلگ‌ها

تعداد145 صفحه در فایل word

كارشناسيارشددررشته‌ی

مهندسی‌منابع طبیعی-تکثیر و پرورش آبزیان

حذف متیلن بلو از پساب آبزیپروری با استفاده از ماکروآلگ‌ها

پژوهش حاضر، جذب زیستی رنگ متیلن بلو توسط سه گونه از جلبک‌های دریایی قهوه‌ای (Nizamuddiniazanardinii)، قرمز (Gracilaria parvispora) و سبز (Ulva fasciata) را مورد بررسی قرار داد. برای این منظور مهمترین پارامترهای تأثیرگذار بر فرآیند جذب زیستی شامل pH اولیه محلول، غلظت اولیه رنگ، وزن جلبک و مدت زمان تماس رنگ و جاذب مطالعه گردیدند. براساس ضرایب همبستگی (R2)، جذب زیستی متیلن بلو توسط جلبک‌های دریایی در دامنه غلظت‌های مورد مطالعه از مدل ایزوترم لانگمویر بهتر از مدل‌های دیگر تبعیت می‌کند. سینتیک جذب به خوبی با مدل شبه درجه دوم توصیف شد. پارامترهای ترمودینامیکی، خودبه خودی بودن واکنش جذب و گرماگیر بودن واکنش در دماهای مورد مطالعه (285، 293 و 301 کلوین)را نشان دادند. جذب زیستی متیلن بلو توسط پودرهای خام جلبک‌ها، پیش‌تیمارشده فیزیکی و شیمیایی مورد آزمایش قرار گرفت. محلول‌های 1 مولارسدیم‌تیوسولفات، ایزواکتان و 1-بوتانول به ترتیب بیشترین تأثیر رویظرفیت جذب جلبک‌های قهوه‌ای، قرمز و سبز را داشتند. پیش تیمار با سدیم‌کلرید 1/0 مولار نیز سبب افزایش معنی‌دار ظرفیت جذب جلبک‌های دریایی شد. بازجذب متیلن بلو از جلبک قهوه‌ای به منظور سنجش قابلیت استفاده مجدد از این جلبک، توسط آب‌مقطر اسیدها، سدیم هیدروکساید، الکل‌ها، نمک‌ها و ترکیبات آلی مختلف ارزیابی گردید. هیدروکلریک اسید و ترکیب هیدروکلریک اسید با 1-بوتانول (75:25) راندمان بازجذب را از دو درصد برای آب مقطر به ترتیب به 72/40 و 64 درصد رساند. نورسنجی مادون قرمز قبل و بعد از جذب رنگ نقش گروه‌های عاملی مختلف در جذب رنگ را آشکار کرد. عکس‌های میکروسکوپ الکترونی تفاوت‌های بین سطح جلبک‌ها را به وضوح نشان دادند. ظرفیت جذب بالا، قابلیت افزایش ظرفیت جذب با روش‌های فیزیکی و شیمیایی مختلف و راندمان بالای بازجذب رنگ، نشان داد که این جلبک‌ها می‌توانند به عنوان جاذب‌های طبیعی و ارزان قیمت رنگ‌های کاتیونی نظیر متیلن بلو مورد استفاده قرار گیرند.

واژگان کلیدی:جذب زیستی، متیلن بلو، جلبک‌های ماکرو، پیش‌تیمار، بازجذب، ایزوترم، سینتیک

فصلاول: مقدمه

1-1- کلیات 2

1-2- جلبک‌هاوترکیباتدیوارهسلولیآن‌ها 4

1-3- سؤال‌هایپژوهش 8

1-4- اهدافپژوهش 8

1-4-1- هدفکلیتحقیق 8

1-4-2- اهدافجزئی 8

فصلدوم: مروریبرپژوهش‌هایپیشین 11

فصلسوم: موادوروش‌ها

3-1-آزمایش‌هایجذبزیستیباجلبک‌هایخام 19

3-1-1-تهیهوآماده‌سازیجلبک‌ها 19

3-1-2- تهیهوآماده‌سازیمحلولمتیلنبلو 19

3-1-3-آزمایش‌هایجذبزیستی 20

3-1-4- PHبرابریبارهایالکتریکی (pH pzc) 22

3-1-5- تأثیرغلظتوایزوترمجذب 22

3-1-6- سینتیکجذب 23

3-1-7-ترمودینامیک 23

3-2-آزمایش‌هایپیش‌تیمارهایفیزیکیوشیمیاییجلبک‌ها 24

3-2-1-پیشتیمارفیزیکیوشیمیاییجلبک‌هایخام 24

3-2-1-1-پیشتیمارسازیفیزیکی 24

3-2-1-2-پیش‌تیمارسازیشیمیایی 25

3-2-1-3-آزمایش‌هایجذبزیستیبااستفادهازجاذب‌هایپش‌تیمارشده 27

3-2-2- تأثیرغلظت‌هایمختلفپیش‌تیمارسازها 27

3-2-3-ایزوترموتأثیرغلظت‌هایمتفاوترنگبرجذبزیستیجلبک‌هایخامو

پیش‌تیمارشده 28

3-2-4- سینتیکوتأثیرزمانتماس 29

3-3- آزمایش‌هایبازجذب 29

3-3-1- آزمایشجذبزیستی 30

3-3-2- آزمایش‌هایبازجذب 30

3-3-2-1-تأثیرغلظت‌هایمختلفعواملبازجذب 31

3-3-2-2-تأثیرمقداربیومس‌هایمتفاوتجلبک 31

3-3-2-3-تأثیرحجم‌هایمتفاوتشوینده 32

3-3-2-4-تأثیرنسبت‌هایمتفاوتاسید: الکل 32

3-3-2-5-تأثیرغظتاولیهرنگ 32

3-3-2-6-تأثیرمدتزمانتماس 32

3-3-3-سینتیکبازجذب 33

3-4-تجزيهوتحليلطيفنورسنجيمادونقرمز 33

3-5-عکسمیکروسکوپالکترونیرویشی 34

3-6-آنالیزآماری 34

فصلچهارم: نتایجوبحث

4-1-جذبزیستی 36

4-1-1-ساختار‌شناسیجلبک‌هایدریاییقهوه‌ای،قرمز‌‌وسبز 36

4-1-1-1-طیفسنجیمادونقرمز (FT-IR) 36

4-1-1-2-عکسمیکروسکوپالکترونیرویشی 38

4-1-2-HPتساویبارهایالکتریکی (pHPZC) 43

4-1-3-تأثیرpHاولیهمحلول 44

4-1-4-تأثیرمقدارجلبک 48

4-1-5-تأثیرغلظتاولیهمتیلنبلو 50

4-1-6-تأثیرزمانتماس 51

4-1-7-ایزوترم‌هایجذبزیستی 53

4-1-8-سینتیکجذب 57

4-1-9-ترمودینامیکجذب 61

4-2- پیش‌تیمار‌سازیجاذب‌ها 63

4-2-1- تأثیراتپیش‌تیمارسازیفیزیکی 65

4-2-2-تأثیراندازهذرات 66

4-2-3-پیش‌تیمارسازیشیمیایی 67

4-2-4-تأثیرغلظت‌هایمختلفپیش‌تیمارکننده 73

4-2-5-تأثیرشوری‌محلولرنگبرجذبرنگ 75

4-2-6-تأثیرغلظت‌هایمختلفرنگبرظرفیتجذبجاذب‌هایپیش‌تیمارشده 76

4-2-7- ایزوترمجذبتوسطجاذب‌هایخاموپیش‌تیمارشده 77

4-2-8-سینتیکجذبزیستیجلبکسبزخاموپیش‌تیمارشده 81

4-3-فرآیندبازجذب 84

4-3-1-تأثیرعواملمختلفبازجذب 84

4-3-2- تأثیرغلظت‌هایمختلفعواملشوینده 86

4-3-3-تأثیرمقدارجلبکبرراندمانبازجذب 87

4-3-4-تأثیرحجمعاملشویندهبرراندمانبازجذب 88

4-3-5-تأثیرنسبت‌هایترکیبیمختلفاسید: الکل 89

4-3-6-تأثیرغلظتاولیهرنگبرمیزانبازجذب 91

4-3-7-تأثیرمدتزمانتماس 92

فصلپنجم: نتیجه‌گیریوپیشنهادها

5-1-نتیجه‌گیری 95

5-2-پیشنهادها 98

منابع 99

پیوست‌ها 106

پیوستیک: تأثیر  pH اولیهمحلولبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگها 107

پیوستدو: تأثیرمقداربیومسبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسطماکروآلگها 108

پیوستسه: تأثیرمقداربیومسبرظرفیتجذبزیستیمتیلنبلوتوسطماکروآلگها 109

پیوستچهار: تأثیرغلظتاولیهرنگبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگها 110

پیوستپنج: تأثیرمدتزمانتماسبرظرفیتجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگها 111

پیوستشش: تأثیردرجهحرارتبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگها 112

پیوستهفت: تأثیرغلظت‌هایمختلفسدیمکلریدبرراندمانجذبزیستی

متیلنبلوتوسطماکروآلگها 113

پیوستهشت: تأثیرغلظت‌هایمختلفعواملپیشتیمارسازبرراندمانجذب

زیستیمتیلنبلوتوسطماکروآلگ‌ها 114

پیوستنه: تأثیرشوریمحلولرنگبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگهایخاموپیشتیمارشده 115

پیوستده:تأثیرغلظتاولیهرنگبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگهایخام 116

پیوستیازده :تأثیرغلظتاولیهرنگبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌هایپیش‌تیمارشده 117

پیوستدوازده: تأثیرغلظتهایمختلفعواملبازجذببرراندمانبازجذبمتیلنبلو

ازجلبکقهوهای 118

پیوستسیزده:تأثیروزن‌هایمختلفجلبکبرراندمانبازجذبمتیلنبلواز

جلبکقهوه‌ای 119

پیوستچهارده: تأثیرحجم‌هایمختلفعاملبازجذببرراندمانبازجذبمتیلنبلو

ازجلبکقهوه‌ای 120

پیوستپانزده: تأثیرنسبتهایترکیبیمختلفاسید: الکلبرراندمانبازجذب

متیلنبلوازجلبکقهوه‌ای 121

پیوستشانزده: تأثیرغلظتاولیهرنگبرمیزانبازجذبمتیلنبلوازجلبکقهوه‌ای 122

پیوستهفده: تأثیرمدتزمانتماسبرمیزانبازجذبمتیلنبلوازجلبکقهوه‌ای 123

چکیده و صفحه عنوان به انگلیسی

فهرست جدول‌ها

 

عنوان                                       صفحه

جدول 1-1- سهدستهجلبک‌هایقهوه‌ای،قرمزوسبزمشخصاتاصلیآن‌ها 7

جدول 2-1- جاذب‌هایزیستیمختلفمتیلنبلووظرفیتجذبزیستیآن‌ها 17

جدول 3-1- ساختاروویژگی‌هایشیمیاییرنگمتیلنبلو 20

جدول 3-2- تیماروتکرارهایآزمایش‌هایجذبزیستی 22

جدول 3-3- عواملمختلفپیش‌تیمارسازوبازجذب 26

جدول 4-1- تغییراتpHاولیهمحلولرنگمتیلنبلو،تفاوتpHاولیهونهایی 46

جدول 4-2- مدل‌هایایزوترم،پارامترهاومقادیرشانبرایجذبزیستی

متیلنبلوتوسطماکروآلگ‌ها 54

جدول 4-3- مدل‌هایسینتیک،پارامترهاومقادیرشانبرایجذبزیستی

متیلنبلوتوسطماکروآلگ‌ها 58

جدول 4-4- پارامترهایترمودینامیکیومقادیرشانبرایجذبزیستیمتیلن

بلوتوسطماکروآلگ‌ها 63

جدول 4-5- راندمانوظرفیتجذبزیستیمتیلنبلوتوسطماکروآلگ‌های

پیش‌تیمارشده 64

جدول 4-6- مدل‌هایایزوترم،پارامترهاومقادیرشانبرایجذبزیستیمتیلنبلو

توسطماکروآلگ‌هایخاموپیش‌تیمارشده 79

جدول 4-7- مدل‌هایسینتیک،پارامترهاومقادیرشانبرایجذبزیستی

متیلنبلوتوسطجلبکسبزخاموپیش‌تیمارشدهدرغلظت‌های

مختلفرنگ 81

جدول 4-8- راندمانبازجذبمتیلنبلوازجلبکقهوه‌ایتوسطعواملمختلف

بازجذب 84

جدول 5-1- مقایسهپارامترهایبررسیشدهدرجلبک‌هایقهوه‌ای،قرمزوسبز 97

فهرست شکل‌ها

عنوان                                       صفحه

شکل 4-1- طیف‌هایFT-IRپودرجلبک‌هایدریاییقبلوبعدازجذبمتیلنبلو، 37

شکل 4-2- عکس‌هایمیکروسکوپالکترونیجلبک‌هایدریایی 42

شکل 4-3- pHتساویبارهایالکتریکی (pHPZC) 44

شکل 4-4- تأثیرpHاولیهمحلولبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌ها 45

شکل 4-5- راندمانجذبمتیلنبلوتوسطماکروآلگ‌هابراساسpHنهاییمحلول 47

شکل 4-6- تأثیرمقداربیومسبرراندمانوظرفیتجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌ها 49

شکل 4-7- تأثیرغلظتاولیهرنگبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌ها 51

شکل 4-8- تأثیرمدتزمانتماسبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌ها 52

شکل 4-9- ایزوترم‌هایلانگمویروفروندلیچبرایجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌ها 56

شکل 4-10- مدلسینتیکشبهدرجهاولبرایجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌ها 60

شکل 4-11- نموداروانتهوفبرایجذبزیستیمتیلنبلوتوسطماکروآلگ‌ها 62

شکل 4-12- تأثیراندازهذراتبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسطماکروآلگ‌ها 66

شکل 4-13- راندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسطماکروآلگ‌هایپیش‌تیمارشده 68

شکل 4-14- تأثیرغلظت‌هایمختلفسدیمکلریدبرراندمانجذبزیستی

متیلنبلوتوسطماکروآلگ‌ها 73

شکل 4-15- تأثیرغلظت‌هایمختلفعواملپیش‌تیمارسازبرراندمانجذبزیستی

متیلنبلوتوسطماکروآلگ‌ها 74

شکل 4-16- تأثیرشوریمحلولرنگبرراندمانجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌هایخاموپیش‌تیمارشده 76

شکل 4-17- تأثیرغلظتاولیهرنگبرظرفیتجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌هایخاموپیش‌تیمارشده 77

شکل 4-18- ایزوترم‌هایلانگمویروفروندلیچبرایجذبزیستیمتیلنبلوتوسط

ماکروآلگ‌هایخاموپیش‌تیمارشده 80

شکل 4-19 مدلسینتیکشبهدرجهاولبرایجذبزیستیمتیلنبلو:  توسط

جلبکسبزخاموپیش‌تیمارشدهدرغلظت‌هایمختلفرنگ 83

شکل 4-20- راندمانبازجذبمتیلنبلوازجلبکقهوه‌ایتوسطعواملمختلف

بازجذب 86

شکل 4-21- تأثیرغلظت‌هایمختلفعواملبازجذببرراندمانبازجذب

متیلنبلوازجلبکقهوه‌ای 87

شکل 4-22- تأثیروزن‌هایمختلفجلبکبرراندمانبازجذبمتیلنبلوازجلبک

قهوه‌ای 88

شکل 4-23- تأثیرحجم‌هایمختلفعاملبازجذببرراندمانبازجذبمتیلنبلو

ازجلبکقهوه‌ای 89

شکل 4-24- تأثیرنسبت‌هایترکیبیمختلفاسید: الکلبرراندمانبازجذبمتیلنبلو

ازجلبکقهوه‌ای 90

شکل 4-25- تأثیرغلظت‌اولیهرنگبرمیزانبازجذبمتیلنبلوازجلبکقهوه‌ای 92

شکل 4-26- تأثیرمدتزمانتماسبرمیزانبازجذبمتیلنبلوازجلبکقهوه‌ای 93

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo