۲-۱-۳-۴-۲-۳-۲- استفاده از فرآیندهای فوتولیز و اولتراسونولیز
فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته به‌صورت غیرانتخابی و سریع، قادرند گستره وسیعی از آلاینده‌ها را تجزیه نمایند. فرایند اکسیداسیون پیشرفته بر پایه تشکیل گونه‌های بسیار فعال رادیکال‌های هیدروکسیل می‌باشد. در سال‌های اخیر فرآیندهای فوتولیز و اولتراسونولیز به‌تنهایی و توأم با پراکسید هیدروژن، توجه زیادی را با توجه به اکسایش اکثر آلاینده‌ها به خود جلب کرده‌اند. احتمال شکستن پیوندهای آزو موجود در آلاینده‌های رنگی به هنگام تجزیه آن‌ها، از معایب این روش می‌باشد که این مسئله تولید ترکیبات سمی، خطرناک و گاهی مواد سرطان‌زا را در پی دارد[۶۴،۶۳].
۲-۱-۳-۴-۲-۳-۳- اکسیداسیون با فرآیندهای فوتوفنتون
فرایند فوتوفنتون شامل استفاده از آب‌اکسیژنه و نمک حاوی آهن () همراه با تابش فرابنفش است که با تولید رادیکال هیدروکسیل، سبب تجزیه آلاینده‌ها می‌شود. سرعت واکنش فنتون با تابش فرابنفش یا نور مرئی زیاد می‌شود. فرایند فوتوفنتون به‌عنوان یکی از مؤثرترین روش‌های تصفیه پساب موردتوجه قرارگرفته است. در سال‌های اخیر این فرایند با توجه به اکسایش کامل آلاینده‌ها توجه زیادی را به خود معطوف کرده است[۸۷،۶۱،۴۹،۲۰،۱۱].
۲-۱-۳-۴-۲-۴- روش تصفیه الکتروکواگولاسیون
روش تصفیه الکتروکواگولاسیون با بهره گرفتن از الکترود آلومینیومی یکی دیگر از روش‌های مؤثر و مناسب برای حذف ماده رنگزای راکتیو از فاضلاب رنگی است [۱۰].

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۲-۱-۳-۴-۳- روش‌های فیزیکی
۲-۱-۳-۴-۳-۱- جذب سطحی
فرایند جذب اتم‌ها یا مولکول‌های موجود در یک مایع یا گاز در تماس با یک سطح جامد است. این جذب بوسیله نیروهای چسبندگی و همدوسی روی می‌دهد. جذب سطحی با نیروهای سست بلند برد مانند نیروی واندروالسی آغاز و با نیروهای کوتاه برد مانند یونی و فلزی پایان می‌یابد. بایستی توجه داشت که نیروی کووالانسی همراه با واکنش شیمیایی است و نه‌تنها در سطح، بلکه در توده ماده نیز عمل می‌کند و بنابراین جزء نیروهای جذب سطحی نیست. هر چه اختلاف دمای بین سطح جامد و مواد جذبی بیشتر باشد، جذب زودتر روی می‌دهد، زیرا انرژی گرمایی مواد، نیروی محرکه جذب روی سطح است [۲].
جذب سطحی در سه مرحله مجزا رخ می‌دهد:

• • مولکول‌های جذب‌شده باید از فاز توده‌ای محلول به سطح ذره جاذب انتقال یابند. در این عمل، مولکول‌های جذب‌شونده باید از فیلم حلالی که ذره جاذب را احاطه کرده است عبور کند. این مرحله به فرایند نفوذ در فیلم معروف است.

• • مولکول‌های جذب‌شونده باید به مکان‌هایی از جاذب که در داخل تخلخل موجودند انتقال یابند. این فرایند به‌عنوان نفوذ در تخلخل بیان می‌شود.

• • ذره باید به سطح جاذب متصل گردد، یعنی جذب شود [۱۳].

۲-۱-۳-۴-۳-۲- تئوری جذب سطحی
جذب، نفوذ مواد جمع شده به درون جاذب است، درحالی‌که فرایند جذب سطحی، جمع‌ آوری مواد روی سطح مواد جاذب می‌باشد. از واژه جذب برای این پدیده‌ها، به جهت اینکه این دو پدیده همزمان رخ می‌دهد، استفاده می‌شود.
جذب سطحی را می‌توان به دو نوع طبقه‌بندی کرد:

• • جذب سطحی فیزیکی

• • جذب سطحی شیمیایی

در جذب فیزیکی نیروهای واندروالس عامل جذب هستند و در جذب شیمیایی میان سطح و جاذب و مولکول‌های جذب‌شونده اثر متقابل الکترونی روی می‌دهد که باعث تشکیل پیوندهای قوی میان این دو می‌گردد که در این صورت جداسازی ذرات جذب‌شده از سطوح جاذب، به‌آسانی ممکن نیست [۶].
۲-۱-۳-۴-۳-۳- عوامل مؤثر برجذب سطحی
مولکول‌ها یا اجزای موردنظر از محلول‌ها، جذب خلل و فرج سطوح جاذب می‌گردند. این عمل تا زمانی که تعادل بین غلظت این اجزا در محلول و میزان جاذب برقرار گردد ادامه می‌یابد و پس‌ازآن متوقف می‌گردد. مهم‌ترین عوامل مؤثر براین فرایند عبارت‌اند از:
۲-۱-۳-۴-۳-۳-۱- اختلاط
کمبود میزان اختلاط باعث کاهش میزان جذب خواهد گردید و اختلاط کافی شدت جذب را به حداکثر میزان خواهد رساند. یکی از دلایل افزایش سرعت جذب با اختلاط این است که امکان برخورد یا آلودگی را با جاذب به حداکثر می‌رساند و درنتیجه جاذب مورداستفاده در مدت‌زمان کوتاهی جذب زیادی را انجام می‌دهد.
۲-۱-۳-۴-۳-۳-۲- خواص و نوع جاذب
اندازه ذرات، سطوح مخصوص و نوع جاذب مهم‌ترین عوامل مؤثر در این عمل هستند. با کاهش اندازه ذرات میزان جذب سطحی افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش سطح مخصوص شدت جذب افزایش می‌یابد. انواع جاذب‌ها نیز با توجه به طبیعت فیزیکی و شیمیایی متفاوت قابلیت جذب متفاوتی دارند، که می‌توان از طریق آزمایش به این نتایج رسید.
۲-۱-۳-۴-۳-۳-۳- اندازه ذرات جذب‌شونده
اندازه ذرات در جذب آن‌ها توسط سطح و خلل و فرج جاذب بسیار مهم است. میزان جذب اغلب با افزایش اندازه ذرات کاهش می‌یابد. اما مهم‌ترین بازده زمانی است که، اندازه خلل و فرج جاذب هم به مقدار کافی بزرگ باشند تا ذرات وارد آن‌ها گردند.
۲-۱-۳-۴-۳-۳-۴- PH
PH بر میزان جذب مواد مختلف تأثیر دارد. اما PH بهینه برای جذب هر ماده باید از طریق آزمایش تعیین گردد، زیرا این مقادیر برای مواد مختلف متفاوت است. به‌عنوان‌مثال، اسیدهای آلی در مقادیر PH پایین‌تر بهتر جذب می‌گردند؛ اما بازهای آلی در مقادیر PH بالا.
۲-۱-۳-۴-۳-۳-۵- وزن مولکولی
با افزایش وزن مولکولی ذرات، خاصیت جذب آن‌ها به‌طور مؤثر افزایش می‌یابد. زیرا با افزایش وزن مولکولی، اندازه ذرات نیز کوچک‌تر و درنتیجه جذب بیشتری صورت می‌گیرد. به‌عنوان‌مثال، با افزایش وزن مولکولی ذرات کربن فعال، خاصیت جذب آن به‌طور مؤثری افزایش می‌یابد، همچنین ساختمان حفره‌های کربن باید به‌قدر کافی بزرگ باشند تا مولکول‌ها را با وزن مولکولی متفاوت جذب کنند، بنابراین برای حذف بیشتر ترکیبات آلی، کربن فعال با وزن مولکولی متفاوت موردنیاز می‌باشد.
۲-۱-۳-۴-۳-۳-۶- دما
دما بر سرعت و همچنین بر میزان جذب تأثیر دارد. دمای پایین ویسکوزیته آب را افزایش و سرعت جذب را کاهش می‌دهد. با افزایش درجه حرارت میزان و سرعت جذب افزایش می‌یابد ولی، در درجه حرارت‌های بسیار بالاتر میزان جذب کاهش می‌یابد.
مراحل نفوذ سطحی و حفره‌ای، معمولاً آهسته‌ترین مراحل هستند و درنتیجه از شاخص‌های محدودکننده روند طراحی محسوب می‌شوند. میزان نفوذ، با افزایش غلظت محلول، افزایش می‌یابد، درصورتی‌که با افزایش دما و PH کاهش می‌یابد. درجایی که نفوذ کنترل‌کننده است، افزایش وزن مولکولی محلول و کاهش اندازه منافذ کربن باعث کاهش این میزان می‌گردد.
۲-۱-۳-۴-۳-۳-۷- نیروهای کنترل کننده جذب سطحی

• • نیروهای پیوستگی مولکول آلی مشخص برای جاذب

• • نیروهای واندروالس

• • نیروهای جاذبه ضعیف که بین مولکول‌ها عمل می‌کنند (قطبی-قطبی)

• • طبیعت آب‌گریزی مواد آلی [۶].

استفاده از جاذب‌ها ازآن‌جهت که، باعث حذف فیزیکی آلاینده‌های مختلف از پساب می‌شود و منجر به تولید محصول جانبی خطرناکی در حین فرایند نیز نمی‌گردد، در مقایسه با سایر روش‌ها، بسیار موردتوجه است. رنگ‌زدایی از پساب توسط جاذب‌ها، تحت تأثیر پارامترهای متعدد فیزیکی-شیمیایی است که می‌توان به برهم‌کنش ماده رنگزا-جاذب، دما، اندازه ذرات، سطح تماس جاذب، PH و زمان تماس اشاره کرد[۸۳،۳۹].
روش‌های مختلفی برای تصفیه پساب‌های حاوی رنگ استفاده‌شده است[۸۶،۴]. به دلیل پایداری شیمیایی رنگ‌ها، اغلب روش‌های مرسوم تصفیه، برای پساب‌های حاوی مواد رنگی ناکارآمد هستند و فرایند جذب یکی از روش‌های مهم و کارآمد حذف رنگ از پساب‌های رنگی است [۷۵]. چنانچه سیستم جذب به‌درستی طراحی گردد می‌تواند پساب را باکیفیت بالا تصفیه نماید[۳۵،۲۸].
فرایند جذب سطحی یکی از روش‌های فیزیکی است که نسبت به سایر فناوری‌های تصفیه پساب، به دلیل قیمت پایین‌تر، دسترسی بیشتر، طراحی راحت‌تر و توانایی تصفیه رنگزاها در غلظت‌های بالا دارای مزایای عمده می‌باشد. جاذب‌های طبیعی وسنتزی مختلفی برای رنگ‌بری رنگزاها استفاده‌شده است. بااین‌وجود، استفاده از ترکیبات و پسماندهای طبیعی زیست سازگار به‌عنوان جاذب‌های ارزان‌قیمت با ظرفیت جذب بالا و معضلات دفع نهایی کمتر، به‌سرعت در حال رشد می‌باشد[۱۱۵،۶۸]. اخیراً، مطالعات زیادی برای رشد و توسعه جاذب‌های مؤثر و ارزان‌تر انجام‌شده است. مواد زیادی به‌عنوان جاذب برای رنگ‌بری پساب‌ها به‌کاررفته است. برخی از جاذب‌های گزارش‌شده شامل مواد معدنی (بنتونیت و کائولین)، زئولیت ها، مواد سیلیسی (دانه‌های سیلیکات، سنگ مرواید و پرلیت)، ضایعات کشاورزی (ضایعات نیشکر، پوسته ذرت، سبوس برنج و پوست نارگیل)، محصولات ضایعات صنعتی (پسماند لجن کربن و لجن هیدروکسید فلزی)، جاذب‌های زیستی (کیتوسان، زغال‌سنگ، زیست‌توده، نشاسته و سیکلودکسترین) و کربن فعال هستند.
۲-۱-۳-۴-۳-۴- حذف رنگ با بهره گرفتن از کربن فعال
استفاده از جاذب کربن فعال به‌عنوان یک روش قابل قبولی باکار آیی بالا (بیش از ۹۰ درصد) برای حذف مواد رنگزای مختلف مورداستفاده در صنایع نساجی موردتحقیق قرار گرفت. کاربرد این جاذب برای تصفیه فاضلاب صنایع نساجی یک روش بهبودیافته و مهم است، ولی گران بودن و هزینه‌بر بودن احیای آن باعث شده است که امروزه تمایل زیادی برای استفاده از جاذب‌های ارزان‌قیمت و دوست دار محیط‌زیست برای جذب رنگ‌ها از پساب‌های صنایع نساجی به وجود آید[۸۶،۸۵،۷۵،۶۰،۲۴،۱۹].
۲-۱-۳-۴-۳-۵- حذف رنگ توسط جاذب کیتوسان