ضایعات کارخانجات مختلف نظیر صنایع تولید روی و صنایع دیگر شامل مقادیر زیادی از فلزات سنگین می باشدکه هم از نظر اقتصادی با ارزش می باشند و هم اینکه مانع از ورود لجن یا کیک های تولیدی به محیط زیست می شود. بنابراین باید تا رسیدن به حد استاندارد، حذف وجداسازی برای رسیدن به منظور جداسازی فلزات مختلف موجود در لجن، باید آزمایش های مختلفی در شرایط عملیاتی مختلف انجام داد تا روش بهینه فرایند بدست آید گردند. یکی از اهداف این تحقیق بازیابی و یا حذف فلزات سنگین روی- کبالت از فیلترکیک کبالت بخش تصفیه محلول گرم کارخانه سرب و روی زنجان به وسیله غشای مایع میباشد. به دلیل کمبود منابع اولیه استحصال روی و کبالت فرآوری این فلزات از منابع ثانویه ارزشمند بوده، و تقاضای روز افزون برای این فلزات بسیار مورد توجه قرار گرفته است. باطلهها و دورریزها صنعتی کارخانجات تولید روی، کبالت، نیکل، مس منبع مناسبی برای بازیابی این فلزات کمیاب می باشد برای این منظور میتوان از حلال آلی 2- دیاتیل هگزیل فسفریک اسید و ترکیبی از 5- نونیلسالیسیلآلدوکسیم و 2- هیدروکسی-5- نونیلاستوفنوناکسیم یا مخلوط این مواد استفاده نمود. استخراج کننده تجاری ترکیبی از استخراج هیدروکسیمی، 2- دیاتیل هگزیل فسفریک اسید، اصلاح کننده و رقیقکننده میباشد. نوع و میزان هر یک از این اجزاء در مواد استخراج کننده تجاری به طور مشخص روشن نیست. پارامترهای موثر در عملیات استخراج را میتوان به صورت غلظت روی و کبالت در خوراک، ph اولیه در فاز آبی، درصد ماده استخراج کننده در فاز آلی، زمان اختلاط، که در این پایاننامه بر روی این پارامترها نیز تحقیقاتی انجام گرفته است. مهمترین ویژگی که در این تحقیق بررسی شد میزان استخراج و رهاسازی ماده استخراج کننده در شرایط تعادلی بود.

در این پایان نامه با استفاده از گلیسرول به عنوان منبع کربن، نیترات سدیم بعنوان منبع نیتروژن، نمک های فسفات به عنوان منبع فسفر و باکتری سودوموناس آئروژینوسا تولید رامنولیپید در فرایند نیمه پیوسته درسه حالت منبع کربن در خوراک، منبع نیتروژن در خوراک ومنبع فسفر در خوراک، بررسی شده و نتایج از نظر مقدار رامنولیپید تولید شده در سه حالت نیمه پیوسته با فرایند ناپیوسته مقایسه گردید. بیشترین میزان تولید رامنولیپید (بر مبنای رامنوز) به ترتیب در حالت گلیسرول در خوراک 12/4 گرم در لیتر ، منبع فسفر در خوراک 77/1 گرم در لیتر و نیترات سدیم در خوراک 38/1 گرم در لیتر بدست آمد. غلظت های گلیسرول، فسفات و نیترات سدیم درخوراک به ترتیب 60، 40/15 و 61/16 گرم در لیتر بود. زمان تخمیر در سه حالت 72 ساعت و دبی متوسط خوراک 47/3 میلی لیتر در ساعت بود. در مقایسه با فرایند ناپیوسته در شرایط مشابه (با تولید محصول73/0 گرم در لیتر) همه ی حالات نیمه پیوسته ی مورد بررسی نتایج بهتری داشتند. با استفاده از پارامترهای سینتیکی، فرایند نیمه پیوسته ی مذکور مدلسازی و برای توصیف داده های تجربی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج مدل با دقت نسبتاً خوبی توصیف کننده ی داده های آزمایشگاهی بود.

پکتینازها گروهی از آنزیم های هیدرولیتیک هستند که مواد پکتیکی را تجزیه می کنند و از مهمترین آنزیم های کاربردی در صنعت می باشند. پکتینازها توسط انواع مختلفی از میکروارگانیسم ها و گیاهان سنتز می شوند. اگزوپلی گالاکتوروناز یکی از آنزیم های این گروه است که باعث هیدرولیز پیوندهای آلفا 1 4 گلیکوزیدی موجود در پلیمر پکتین شده که نتیجه آن آزاد سازی واحد های گالاکتورونیک اسید از این پلیمر به محیط می باشد. هدف از این پژوهش مقایسه دو روش آماری سطح پاسخ و تاگوچی در بهینه سازی تولید آنزیم اگزوپلی گالاکتوروناز می باشد. به این منظور ابتدا قارچ آسپرژیلوس نایجر که مهمترین منبع تولید این آنزیم می باشد از محیط جداسازی و سپس بهینه سازی تولید آنزیم اگزوپلی گالاکتوروناز با روش های طراحی آزمایش سطح پاسخ (روش طرح مرکب) و تاگوچی با استفاده از سوبسترای تفاله چغندر قندانجام شد. در هر دو روش فاکتورهای رطوبت در سطوح 50% و 80%، دما در سطوح 30و 40 درجه سانتی گراد، زمان در سطوح 3 و 10 روز و ph در سطوح 5 و 9 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بیشترین اثر در تولید آنزیم مربوط به فاکتور رطوبت و دمای محیط تخمیر بوده است. مقایسه روش سطح پاسخ با 31 تیمار و تاگوچی با 32 تیمار نشان داد که نقطه بهینه ارائه شده توسط دو روش تقریباً یکسان است. این دو روش فقط ph متفاوتی را پیشنهاد کرده اندکه آن هم به این دلیل است که مبنای پیشنهاد rsm مدل رگرسیون می باشد که می تواند با درونیابی مقادیر دقیق تری را ارائه دهد. نقطه بهینه ارائه شده توسط روش سطح پاسخ در رطوبت 50%، دمای°c 40، زمان تخمیر 3 روز و ph 22/6 و حداکثر تولید آنزیم در این شرایط u/gr25/10 پیش بینی گردید. نقطه بهینه در روش تاگوچی در رطوبت 50%، دمای°c 40، زمان تخمیر 3 روز و ph 5 بدست آمد وحداکثر تولید در نقطه بهینه ارائه شده u/gr 14/10 پیش بینی شده است.

یکی از مصالح ساختمانی با اهمیت پوکه های صنعتی می باشند که به واسطه استحکام بالا و دانسیته پایین مورد توجه قرار گرفته اند. ترکیب درصد اجزاء خاک مورد استفاده برای تولید پوکه ها متنوع می باشد، ولی برای کسب کیفیت مناسب و خواص مورد نظر می توان به شرایط بهینه ای دست یافت. یکی از مزایای ساخت پوکه ها این است که می توان از برخی پسماندها و لجن باطله ها در ساخت آنها استفاده کرد. در این مطالعه خواص پوکه های تولید شده از یک نوع خاک رس به وسیله اصلاح درصد اجزاء اصلی آن مورد تحقیق قرار گرفته است. افزودنی هایی مانند شیشه باطله، خاک معدنی سیلیس و ماسه بادی در محدوده دمایی پخت 1100 تا 1150 درجه سلسیوس مورد آزمایش قرار گرفته است. با توجه به نتایج آزمون های انجام شده برروی خاک مورد آزمایش، مواد افزودنی مختلف با درصدهای وزنی متفاوت به ماده اولیه اضافه و آزمایشات لازم انجام شده است. نتایج آزمایشات شیشه باطله نشان می دهد که استفاده از شیشه سبب کاهش دانسیته، درصد جذب آب و دمای پخت می شود. کمترین دانسیته و درصد جذب آب به دست آمده مربوط به ترکیبی با درصد وزنی 60:40 (شیشه:خاک) به ترتیب پخت شده در دمای 1150 و 1100 درجه سلسیوس می باشد. همچنین نتایج آزمایشات دو نوع خاک سیلیس نشان می دهد که با استفاده از این مواد نیز می توان خواص پوکه ها را بهبود داد. براساس نتایج به دست آمده کمترین دانسیته مربوط به ترکیبی با 20% خاک سیلیس پخت شده در دمای 1150 درجه سلسیوس می باشد. نتایج آزمایشات ماسه بادی دربرگیرنده این موضوع است که این افزودنی برای بهبود پارامترهای پوکه مفید نمی باشد. به طورکلی افزودن هر یک از مواد افزودنی نام برده به جز ماسه بادی سبب بهبود پارامترهای موثر بر خواص پوکه نظیر دانسیته، درصد جذب آب و حفظ شکل کروی پوکه ها به منظور افزایش استحکام آنها می شوند. جهت بررسی شرایط حرارتی درون کوره دوار، شبیه سازی مقدماتی کوره براساس شبیه سازی جریان فاز گاز انجام شده است. نتایج شبیه سازی تطابق خوبی با شبیه سازی های قبلی داشته است. پروفایل سرعت فاز گاز درون سطح مقطع های مختلف از کوره نشان دهنده عدم تقارن سرعت نسبت به قطر عمود به بستر گرانول ها می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که فرض یکسان بودن جریان فاز گاز درون کوره با جریان درون لوله ها معتبر نمی باشد

در این تحقیق جهت کنترل خوردگی میکروبی فاضلابروهای بتنی، اکسید مس یک ظرفیتی(i) بعنوان عامل ضد باکتریایی بر سطح بتن مسلح رسوب گذاری الکتریکی شد. یکی از اهداف تحقیق بهینه سازی ترکیب شیمیایی محلول الکترولیت رسوب گذاری بود، لذا سه محلول قلیایی لاکتات مس دو ظرفیتی 1، 2 و 3 با غلظت های سولفات مس به ترتیب 6 /0و 4/0 مولار با اسید لاکتیک 3 مولار و سولفات مس 1/0 مولار با اسید لاکتیک 75/0 مولار تهیه شد. طبق نتایج آنالیز جذب اتمی، تفاوت درصد وزنی مس رسوب گذاری شده در محلول های مختلف قابل ملاحظه نبود. همچنین پودر رسوب گذاری شده توسط آنالیزهای تفرق اشعه ی ایکس و طیف-سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه مورد شناسایی قرار گرفت و نتایج، تشکیل ذرات اکسید مس یک ظرفیتی (i) بر سطح بتن مسلح را نشان داد. در ادامه با اندازه گیری تغییرات ph، کدورت و شمارش باکتریایی، مشخصه ضد باکتریایی اکسید مس رسوب گذاری شده بر گونه ی خاص باکتری اسیدی تیوباسیلوس تیواکسیدانس مورد بررسی قرار گرفت. میانگین تأثیر ضد باکتریایی رسوب ایجاد شده توسط محلول های 1، 2 و 3 نسبت به نمونه ی فاقد رسوب، بر رشد این گونه ی باکتری به ترتیب 75%، و 74% و 55% محاسبه شد.

با هدف غلبه بر مشکلات زیست محیطی ناشی از تجمع پلاستیک های مصنوعی و دفع لجن فعال مازاد تولید شده در تصفیه خانه های فاضلاب شهری، پژوهش های متعددی در زمینه تولید پلیمر های زیست تخریب پذیری چون پلی هیدروکسی آلکانوات ها (pha) انجام شده است. در این تحقیق تاثیر میدان مغناطیسی با شدت های 5، 10، 15، 20، 25 و 50 میلی تسلا بر فرایند تولید پلی هیدروکسی آلکانوات ها در لجن فعال ارزیابی شده است و همزمان با نتایج مربوط به تولید بیو پلیمر بدون اعمال میدان مغناطیسی مقایسه شد. مراحل آزمایش شامل افزودن منبع کربن اضافی به لجن فعال، هوادهی، نمونه برداری در زمان های مشخص و اندازه گیری پلیمر بود. به طور خلاصه نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین مقدار pha در میدان هایی با شدت 20 و 5 میلی تسلا تولید شده است که به ترتیب معادل 75/0 و 73/0 گرم بر لیتر بوده است. کمترین میزان تولید در میدانی با شدت 50 میلی تسلا (55/0 میلی گرم بر لیتر) مشاهده شده است. علاوه بر این موارد میدان مغناطیسی بر نوع و میزان مونومر تولید شده در کوپلیمر pha تاثیر گذار بوده است. بطوریکه در میدان های مغناطیسی به شدت های 5 و 50 میلی تسلا به ترتیب حداکثر درصد جرمی مونومر بوتیرات و والرات در کوپلیمر مشاهده شده است. در نهایت با در نظر گرفتن نسبت pha تولید شده به میزان جامدات معلق در لجن فعال و برخی فاکتور های اقتصادی (از جمله هزینه های مربوط به تولید pha، کاهش حجم لجن و تولید میدان مغناطیسی) میدان مغناطیسی 5 میلی تسلا به عنوان بهینه ترین میدان در این تحقیق معرفی شده است.

بیوفیلتراسیون یکی از روش های بیولوژیکی تصفیه هوای آلوده به ترکیبات آلی فرار است. در این پژوهش حذف اتانول به عنوان یک ترکیب آلی آب دوست از جریان هوا مورد مطالعه قرار گرفت. یک سوپرجاذب به منظور حفظ رطوبت بستر برای زمان های طولانی استفاده شد. دو بیوفیلتر یکی با بستر پرلیت و دیگری مخلوطی از پرلیت و سوپرجاذب با یکدیگر مقایسه شد. نتایج آزمایشگاهی بیان گر برتری محسوس بیوفیلتر حاوی مخلوط سوپرجاذب و پرلیت نسبت به پرلیت به تنهایی بود. شدت جریان هوای ورودی 500 و غلظت اتانول در آن 1 بود. دو بیوفیلتر تحت شرایط آب دهی منظم قادر به حذف بیش از90% از اتانول ورودی بودند. پس از قطع آب دهی بیوفیلتر حاوی مخلوط پرلیت و سوپرجاذب به مدت 4 هفته عملکرد مطلوب خود را حفظ کرد (دو هفته بیشتر از بیوفیلتر فاقد سوپرجاذب آب). در این پژوهش همچنین مدلی برای توصیف فرآیند ارائه شد. در این مدل سازی فرض شد سیستم بیوفیلتراسیون از دو فاز گاز و جامد تشکیل شده و میکروارگانیسم ها در تمام فاز جامد به صورت یکنواخت پراکنده شده اند. معادلات حاکم بر فرایند نوشته شده و با روش عددی حل شدند. برای تأیید نتایج مدل از داده های آزمایشگاهی استفاده شد. مقایسه نتایج مدل و داده های تجربی مطابقت خوب آن دو را نشان داد.

بیوفیلتراسیون یکی از روش های بیولوژیکی تصفیه هوای آلوده به ترکیبات فرار آلی است. در این تحقیق، مدلی دینامیک برای توصیف بیوفیلتراسیون هوای آلوده به هگزان با در نظر گرفتن اثرات رطوبت به دلیل وجود ماده سوپرجاذب آب بر عملکرد آن ارائه شده است. این مدل، پراکندگی محوری به علت انحراف از جریان قالبی را در نظر می گیرد. معادلات بقا برای این سیستم برقرار و به روش حجم محدود گسسته شده و در نهایت با استفاده از نرم افزار matlab حل شده اند. پارامترهای مورد نیاز از مقالات گرفته شده و یا با برازش داده های خاص بدست آمدند. برای تأیید صحت نتایج پیش‏ بینی‏‏های مدل در حالت ناپایا، آزمایش‏های بیوفیلتراسیون حذف هگزان با بکارگیری سوپرجاذب با پایه آکریل آمید درون بستری از ذرات پرلیت انجام شد. مدل ارائه شده توانست با ماکزیمم خطای حدود 15 درصد داده های آزمایشگاهی را توصیف کند.