باریم یکی از آلاینده هایی است که با پیشرفت تکنولوژی و فعالیت های صنعتی درسال های اخیر به طور زیادی وارد طبیعت شده است که می تواند اثرات زیان آوری بر روی سلامتی انسان ومحیط زیست داشته باشد. باریم موجود درآبهای آلوده را می توان به وسیله فرایند های غشایی مختلف نظیر فرایند جداسازی با استفاده از غشاء مایع بالکی جداسازی نمود. غشاء مایع بالکی بر پایه حضور یک لایه مایع مخلوط نشدنی به عنوان فاز غشایی جهت جدا کردن فاز خوراک و فازدریافت کننده استوار می باشد. باریم از طریق جدا سازی به وسیله فاز غشایی از فاز خوراک به فاز دریافت کننده منتقل می گردد. فاز غشاء با استفاده از پارافین مایع خالص و حامل d2ehpa ساخته شده است. دراین غشاء مایع، واکنشگر فاز دریافت کننده اسید سولفوریک می باشد. برای دستیابی به بیشترین مقدار استخراج باریم اثر پارامترهای سه سطحی سرعت همزدن فاز خوراک (80، 100 و rpm120)، درصد حامل فاز غشاء (5/0، 1 و 2 درصد) و غلظت واکنشگر فاز دریافت کننده (5/0، 1 و 5/1 مولار) بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد بیشترین مقدار استخراج باریم در سرعت همزدن فاز خوراک rpm100، درصد حامل فاز غشاء %1 و غلظت واکنشگر فاز دریافت کننده 1 مولار می باشد. حداکثر درصد دفع در این وضعیت %33/31 است.

پیشرفت های کنونی در صنایع شیمیایی و صنایع مشابه، به سمت افزایش سرعت انجام فرایند و کاهش مصرف انرژی فرایند معطوف شده است. یکی از فرایندهای مهم و پرکاربرد در چنین صنایعی، جداسازی مواد مختلف می باشد. به دلیل هزینه بر بودن فرآیند جداسازی، انتخاب یک فرآیند مناسب و بهینه با کمترین هزینه یکی از اهداف اساسی می باشد. این پروژه به منظور بررسی تأثیر اختلاف فشار و غلظت سورفکتانت در فرآیند meuf بر روی شارتراوه و درصد دفع tds، روغن و چربی، آهن، کدورت و cod پساب صنایع فورجینگ انجام گرفته است. در این فرآیند از پایلوت غشایی با مدول دیسکی و از غشاء تجاری پلی آکریلو نیتریل استفاده شده است. همچنین سورفکتانت کاتیونی cetylpyridinium chloride (cpc) در فرایند بکارگیری شده است. طراحی آزمایشات با استفاده از آنالیز فاکتوریل و تحلیل نتایج با استفاده از anova انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت سورفکتانت، بازدهی فرآیند افزایش و مقادیر پارامترهای آلودگی در تراوه کاهش می یابد. همچنین با افزایش اختلاف فشار تا مقدار بهینه اش درصدهای دفع کلیه پارامترهای آلودگی افزایش پیدا می کند و پس از آن به دلیل فروپاشی ساختار مایسل، درصدهای دفع کاهش می یابد. مقادیر درصد دفع در غلظت mm 1 از سورفکتانت و اختلاف فشار bar3 برای tds 34/69 % ، روغن و چربی 79 %، آهن 9/75 %، کدورت 12/99 % و cod 5/68 % می باشد.

در این پروژه، غشاء زیست تجزیه پذیر از اختلاط پلیمرهای پلی بوتیلن ساکسینات و سلولزاستات با استفاده از روش ترسیب به کمک غوطه وری تهیه شد. تأثیرات غلظت کلی پلیمر و افزودن نانوپرکن مونت موریلونیت بر مشخصات غشا های ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور، نسبت اختلاط 50/50 برای مخلوط سلولز استات/ پلی بوتیلن ساکسینات انتخاب شد در حالی که غلظت مونت موریلونیت از %1 تا %10 وزنی تغییر داده شد. علاوه بر آن، غلظت کلی پلیمر در دو سطح %20 و %23 وزنی بررسی گردید. ارزیابی غشاها مشتمل بر ساختار، آب دوستی، استحکام مکانیکی، زیست تجزیه پذیری و اندازه گیری شار آب خالص می باشد. جهت ارزیابی ساختار غشاء، عکس های sem استفاده شدند. این عکس ها نشان دادند که افزایش مونت موریلونیت از %1 به %5 وزنی، ضخامت و تخلخل غشاء را افزایش داد اما افزایش بیشتر مونت موریلونیت تا %10 وزنی آنها را کاهش داد. افزایش غلظت کلی پلیمر سبب افزایش تراکم غشاها و نیز کاهش ضخامت آنها گردید. آب دوستی غشاها با استفاده از اندازه گیری زاویه تماس تعیین گردید. نتایج نشان داد که افزایش مونت موریلونیت زاویه تماس را کاهش و آب دوستی غشاء را بهبود داد، اما افزایش غلظت کلی پلیمر آب دوستی غشاء را کاهش داد. به علاوه افزایش غلظت های مونت موریلونیت و پلیمر باعث افزایش استحکام غشاء شد. افزایش مونت موریلونیت تا %5 وزنی میزان زیست تجزیه پذیری و شار آب خالص را افزایش داده و در %10 وزنی از مونت موریلونیت این دو مورد کاهش یافتند. همچنین افزایش غلظت کلی پلیمر از %20 به %23 وزنی شار آب خالص را کاهش داد.

کپسوله کردن یک تکنولوژی جدید برای محبوس کردن مواد جامد، مایع یا گاز در کپسول های بسیار کوچک است که خروج محتویات آن ها می توانند تحت شرایط خاص، کنترل شوند. برای مصون داشتن نانوذرات zno از شرایط مختلف محیطی و تحت کنترل درآوردن زمان آزاد سازی آن ها در این پایان نامه از موم زنبور عسل جهت کپسوله کردن نانوذرات zno استفاده شده است. از موم عسل به دلیل دارا بودن خصوصیات ویژه ی فیزیکی و شیمیایی، بی اثر و غیر فعال بودن و اختلاط آسان با مواد، بدون هیچ گونه واکنش ناخواسته به عنوان روکش استفاده شده است. جهت ساخت کپسول، نانوذرات اکسید روی با آب مخلوط و در حمام آب گرم همراه با افزودن توئین-80 با سرعت 300 دور/ دقیقه هم زده می شود. مخلوط نانوذرات به موم مذاب اضافه شده و جهت شکل گیری کپسول، مخلوط تحت شوک سرما واقع می شود. کپسول های تولیدی بعد از فیلتراسیون و شستشو به مدت 48 ساعت در دمای اتاق خشک می گردند. از میکروسکوپ sem و از ftir جهت سایز کپسول و اثبات وجود پیوند فیزیکی بین موم و اکسید روی استفاده شده است. برای بررسی میزان بارگذاری نانوذرات در میکروکپسول ها، مدت زمان و معادله سرعت رهایش کپسول های تولید شده از آزمایشات بارگذاری و رهایش بهره گرفته شده است. با توجه به تصاویر sem، سایز کپسول های تولید شده در محدوده ی 100 تا 250 نانومتر با درصد توزیع 95% ارزیابی شده است، به این معنا که سایز بیش از 95% کپسول های تولید شده در این محدوده است. بر اساس آزمایش بارگذاری و مقایسه با غلظت اولیه ی zno، 90% نانوذرات ورودی توسط موم زنبور عسل کپسوله شده اند و مدت زمان لازم برای رهایش نانوذرات کپسوله شده در حلال 1/33 مولار اسیدکلریدریک، 1 ساعت بدست آمده است.

با توجه به حضور باقی مانده ترکیبات دارویی فعال مانند آنتی بیوتیک های انسانی در پساب شهری اعم از بیمارستانی و خانگی و همچنین پساب کارخانجات دارویی، حذف این ترکیبات به جهت افزایش مقاومت آنتی بیوتیکی میکروارگانیزم ها و خطرات زیست محیطی پیش رو مانند اختلال های ژنتیکی در زاد و ولد آبزیان و آسیب های احتمالی به سلامت انسان امری ضروری می باشد. در همین راستا روش های نوین غشایی چون نانوفیلتراسیون بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در مطالعه اخیر از یک نوع غشاء پلیمری تجاری ((nf2a و نوعی غشاء پلیمری سنتز شده نانوفیلتراسیون تهیه شده با پلی اتر سولفون و پلی وینیل پیرولیدون (pes/pvp)که با سورفکتانت پلی اتیلن گلیکول هگزا دسیل اتر (brij®58) اصلاح شده مورد استفاده قرار گرفته است. برای ساخت غشاء از ترکیب آلی 1-متیل-2-پیرولیدون (nmp) به عنوان حلال پلیمر جهت تهیه محلول ریخته گری استفاده شد؛ تهیه غشاء به روش رایج جدایش فاز در حمام ضد حلال آب دو بار تقطیر در دمای °c 0 انجام شده است. برای تهیه غشاء از 21 درصد وزنی پلی اتر سولفون، 2 درصد وزنی پلی وینیل پیرولیدون به منظور ایجاد تخلخل در غشاء و 6 درصد سورفکتانت برای ارتقاء آبدوستی، بهبود شار تراوه و کاهش گرفتگی غشاء بهره گرفته شده است. از اهداف این تحقیق می توان به جداسازی دو نوع از آنتی بیوتیک های انسانی پر مصرف آموکسی سیلین و سفتریاکسون سدیم با توجه به اختلاف در بار الکترواستاتیک، جرم مولکولی، ثابت تفکیک اسیدی و ساختار مولکولی شان از پساب مصنوعی حاوی آب مقطر و دارو توسط غشاء تجاری و سنتز شده اشاره نمود. در ادامه نیز اثر تغییر پارامتر های کیفی پساب چون ph خوراک (5، 7و 9) و غلظت دارو در پساب ( mg/l400 و 20) و پارامتر های عملیاتی نانوفیلتراسیون مانند دما (°c 45 و 35، 25) و فشار (bar 20و 15، 10، 5) بر روی جداسازی و شار تراوه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شارش آب خالص و میزان جداسازی غشاء تجاری نسبت به سنتز شده بیشتر است. همچنین بررسی مورفولوژی غشا ها با استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی (sem) تهیه شده از سطح مقطع غشا ها این تفاوت ها را توجیه می کند. چرا که غشاء تجاری دارای ساختاری بسیار متخلخل و اندازه حفرات آن کوچکتر از غشاء سنتز شده است. حضور سورفکتانت پلی اتیلن گلیکول هگزا دسیل اتر در ساختار غشاء در حین مراحل ساخت به ویژه مرحله انعقاد در حمام ضد حلال با استفاده از طیف سنجی انعکاسی نور زیر قرمز تایید و نیز بوسیله همین طیف سنجی گروه های عاملی اصلی مواد آلی مورد استفاده در ساخت غشاء تجاری اعم از پلیمر و افزودنی ها تشخیص داده شد. نتایج حاکی از آن است که در ph برابر 9، دمای °c 25، فشار bar 20 و غلظت mg/l20 ، بیشترین درصد حذف توسط غشاء pes/pvp/brij®58 برای هر دو نوع آنتی بیوتیک وجود دارد که نزدیکی مقادیر حذف محاسبه شده برای آنتی بیوتیک ها بوسیله غشاء سنتز شده در مقایسه با غشاء تجاری با توجه به اختلاف نسبتاً محسوس در شار تراوه، خود نمایی می کند بطوریکه درصد حذف برای آنتی بیوتیک های آموکسی سیلین و سفتریاکسون سدیم برای غشاء سنتز شده به ترتیب برابر با 09/99 و 51/99 درصد می باشد. که این نشان می دهد پیشرفت چشمگیری در اصلاح و ارتقاء غشا های نانوفیلتراسیون از جنس پلی اتر سولفون جهت حذف آنتی بیوتیک ها از پساب وجود داشته است.

کاربرد تماس دهنده های غشایی به منظور جذب گاز، اخیرا توجه زیادی را به خود جلب نموده است. در تحقیق حاضر مدلسازی و شبیه سازی جذب گاز so2 از مخلوط so2 و هوا با استفاده از یک تماس دهنده غشایی الیاف تو خالی مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مدل ریاضی دو بعدی و پایا برای شبیه سازی رفتار جذب so2 از هوا توسط آب به عنوان جاذب در تماس دهنده غشایی برای حالت عملیات تر نشده ارائه داده شد و توسط نرم افزارcomsol multiphysics به صورت عددی حل گردید. نتایج شبیه سازی نشان داد که افزایش نرخ جریان مایع از 1 به 23.5(ml/min) راندمان حذف را از %25 به %93 افزایش و افزایش نرخ جریان گاز از 50 به 250(ml/min)، راندمان حذف را از 99.99% به 75% کاهش خواهد داد. افزایش غلظت اولیه so2 باعث کاهش راندمان حذف می شود. افزایش تعداد الیاف از 20 به 90 راندمان حذف را از 52% به 88% افزایش می دهد و افزایش طول الیاف از 1/0 به 5/0 متر راندمان حذف را از 70% به 98% افزایش می دهد. نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شد و نتایج نشان داد که راندمان تخمین زده شده حذف so2 با داده های آزمایشگاهی از تطابق نسبتاً خوبی برخوردار است

در این تحقیق مشخص شد که منعقد کننده های حاوی آهن و آلومینیم اگر چه از یکسو توان بسیار زیادی در زمینه تولید لخته و ایجادانعقاد دارند بطوریکه در غلظتهای 400 تا 1000 میلی گرم بر لیتر بیشترین انعقاد را انجام می دهند که کدورت را حتی بمیزان 99% نیز قادرند کاهش دهند و پساب را کاملاٌ شفاف نمایند اما از سوی دیگر برای رسیدن به این کیفیت از تصفیه پساب، نیاز به هزینه های بالایی شامل هزینه های نگهداری و هزینه خرید منعقد کننده هامیباشد که این نتیجه حاصل میشود که تصفیه پساب مقرون بصرفه نخواهد بود. در خصوص منعقد کننده های بازی که توان انعقاد و لخته سازی قابل توجهی دارند و کدورت پساب را در غلظتهای 800 تا 1200 میلی گرم بر لیتر تا 95% کاهش میدهند و بلحاظ اقتصادی تا حدی مقرون بصرفه نیز میباشد. اما متاسفانه این تصفیه در ph بالا نزدیک به 12 اتفاق میافتد که قلیایت بالای پساب فرآوری شده برای گیاهان و خاک مضر میباشد و از سوی دیگر جهت خنثی سازی و آزاد سازی پساب در محیط، نیاز به یک مرحله اضافی تصفیه و صرف هزینه های بیشتر خواهد بود که این موارد از معایب این منعقد کننده ها میباشند. لازم به توضیح است که در این میان cao بلحاظ انعقاد و لخته سازی میتواند پساب را در غلظت 1000 میلی گرم بر لیتر تا 97% کدورت را کاهش میدهد و از طرفی دیگر با توجه به پایین بودن قیمت آهک در بازار که حدود 2000 تومان به ازای هر کیلو میباشد و اینکه در محدوده مناسب تری از ph نسبت به دیگر منعقد کننده های قلیایی فعالیت دارد لذا cao بطور کلی میتواند بعنوان منعقد کننده اصلی و مناسب در تصفیه پساب سلف سرویس دانشگاه در نظر گرفته شود.

حفاظت محیط زیست و بحران انرژی، دو مسئله عمده بشریت امروز است که همزمان با صنعتی شدن جوامع و نیاز به مصرف فزایندهء انرژی توجه مجامع جهانی را به سوختهایی با آلودگی کمتر به خود جلب نموده است . جایگزینی سوختهای تمیز سوز گازی در موتور احتراق داخلی باتوجه به ذخایر عظیم و قیمت بسیار ارزان آن در کشور موضوعی است که در این راستا مورد توجه قرار گرفته و طرح تبدیل موتور دیزلی به موتور دیزل - گاز به عنوان یکی از طرحها در این زمینه به شمار می آید. هدف از کار تجربی حاضر بررسی آلاینده ها در موتور دیزل - گاز و چگونگی تاثیر عوامل مختلف برکاهش آنها می باشد. به همین منظور ابتدا یک موتور دیزلی با پاشش غیرمستقیم را به حالت دیزل - گاز (diesel+lpg) تبدیل نموده و انتشار آلاینده ها در شرایط مختلف کارکرد موتور دیزلی و دیزل - گاز در یک قدرت ترمزی و دور ارزیابی شده یکسان اندازه گیری شده است . مقادیر اندازه گیری شده در این حالت نشان میدهد که دود سیاه (black smoke) دمای محصولات احتراق و دی اکسید کربن (co2) در موتور دیزل - گاز نسبت به موتور دیزلی کاهش و در مقابل آلاینده هائی چون منوکسیدکربن (co)، هیدروکربنهای سوخته (uhc) و صدا و ارتعاش افزایش می یابد. پس از اخذ نتایج فوق به منظور بررسی تاثیر عوامل مختلف بر تشکیل آلاینده ها دو عامل تغییر در زمان بندی پاشش گازوئیل و تغییر در نوع سوخت گازی مورد بررسی قرار گرفته که نتایج بدست آمده به شرح ذیل می باشند: جلو انداختن زمان پاشش گازوئیل (آوانس) در موتور دیزل - گاز موجب افزایش منوکسید کربن، هیدروکربنهای نسوخته، صدا و ارتعاش و دی اکسید کربن نسبت به حالت پاشش در زمان بندی نرمال می گردد و در مقابل دود سیاه و دمای محصولات احتراق کاهش می یابند. - به تاخیر انداختن زمان پاشش گازوئیل (ریتارد) در موتور دیزل - گاز موجب افزایش دود سیاه، هیدروکربن های نسوخته و دمای محصولات احتراق می گردد و در مقابل منوکسید کربن، دی اکسید کربن و صداو ارتعاش نسبت به حالت پاشش در زمان بندی نرمال کاهش می یابند. - استفاده از سوخت گازی بوتان خالص (c4h10) در موتور دیزل - گاز موجب افزایش دود سیاه، منوکسید کربن، دمای محصولات احتراق و صدا و ارتعاش نسبت به حالت استفاده از گاز lpg می گردد و در مقابل هیدروکربنهای نسوخته و دی اکسید کربن کاهش می یابند. - همچنین مصرف سوخت گازی پروپان خالص (c3h8) باعث می شود که تشکیل هیدروکربنهای نسوخته و دی اکسید کربن افزایش یافته و در مقابل دود سیاه، منوکسید کربن، دمای محصولات احتراق و صدا و ارتعاش نسبت به حالت استفاده از گاز lpg کاهش می یابند. بطور کلی میتوان گفت که استفاده از سوختهای گازی سنگین (بوتان) موجب کاهش هیدروکربنهای نسوخته و تاخیر در زمان بندی پاشش و مصرف سوخت گازی سبک (پروپان) موجب کاهش منوکسید کربن در موتور دیزل - گاز می گردد.