21924

21924

پيروليز زيست توده جهت توليد زغال زيستي به منظور تصفيه پساب حاوي يك نمونه دارويي منتخب

كارشناسي ارشد

مدل‌سازي، شبيه‌سازي و كنترل فرايندها

1396

1399/02/14

دكتر سلمان موحدي راد - دكتر حامد عابديني

مهندسي شيمي، نفت و گاز

پيروليز به عنوان يك فرآيند مقرون به صرفه و توليد كننده جاذب ارزان از مواد كم ارزش شناخته مي‌شود. يكي از محصولات اصلي در فرآيند پيروليز آرام زغال زيستي است كه ماده جامد غني از كربن است، كه كاربردهاي متنوعي در اصلاح خاك، بيابان زدايي، مديريت پسماند و ذخيره سازي انرژي دارد. اخيراً استفاده از زغال زيستي براي حذف آلودگي¬هاي مختلف از پساب مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، فرايند جذب سطحي داروي ضدالتهابي‌ ضداستروئيدي ناپروكسن از پساب دارويي، با استفاده از زغال زيستي تهيه شده از پوست فندق و موز، در سامانه ناپيوسته مورد تحقيق قرار گرفت. زغال زيستي از طريق فعالسازي شيميايي تك مرحله‌اي، با بكارگيري روي كلريد به عنوان عامل فعالساز و با اندازه ذرات mm 4/1-1 و دبي نيتروژن l/min 5/0، در دماي 600 به مدت 60 دقيقه، در راكتوري با قطر داخلي cm 8/3 و cm 32 توليد شد. ميزان جاذب سطحي بهينه 11/0 گرم بر ليتر، مدت زمان تماس تعادلي 210 دقيقه، و pH بهينه برابر با 3، از طريق آزمايش هاي ناپيوسته به دست آمد. مطالعه سينتيكي، كارامد بودن مدل شبه درجه اول را در تحليل سينتيك جذب نشان داد. ايزوترم هاي جذب ناپروكسن به دست آمده از آزمايشات ناپيوسته، بررسي گرديدند و نشان داده شد كه ايزوترم هاي تمكين و فرندليچ تطابق بهتري با داده ها در مقايسه با ايزوترم هاي لانگموير دارند. خصوصيات زغال‌هاي زيستي به‌وسيله آزمون‌هاي SEM، BET و FTIR انجام پذيرفت. در سامانه ناپيوسته، تأثير پارامترهاي جذب شامل زمان تماس، pH محلول، مقدار جاذب، غلظت اوليه محلول دارو و دما مورد بررسي قرار گرفت. ظرفيت جذب ماكزيمم براي زغال زيستي پوست فندق و پوست موز به ترتيب mg/g 40/91 و 68/120 بدست آمد. بر اساس نتايج بدست آمده زغال زيستي حاصل از پوست موز عملكرد بهتري از پوست فندق در جذب ناپروكسن داشت و تفاوت در تركيب ليگنوسلولزي عامل اين تفاوت در جذب بود.

1399/02/23

Biomass pyrolysis for bio-coal production for wastewater treatment containing a selected pharmaceutical sample

5/3/2020 12:00:00 AM

Pyrolysis is recognized as a cost-effective process and a cheap adsorbent producer from low-value materials. One of the main products in the pyrolysis process is bio-coal, a carbon-rich solid that has various applications in soil remediation, desertification, waste management and energy storage. In this research, the process of adsorption of non steroidal anti-inflammatory drug Naproxen from wastewater by using bio-charcoal made from hazelnut shell and banana peel in batch system was investigated. Biocarbon by single-stage chemical activation, using zinc chloride as activating agent with particle size of 1-1.4 mm and nitrogen flow rate of 0.5 l/min, at 600 ° C for 60 minutes in reactor with internal diameter 3.8 cm and 32 cm were produced. Optimum amount of adsorbent was 0.11 g/L, 210 min equilibrium contact time, and optimum pH of 3 was obtained by batch experiments. The kinetic study showed the efficiency of the pseudo-first-order model in the analysis of absorption kinetics. The naproxen adsorption isotherms obtained from discontinuous experiments have been investigated and it has been shown that the Temkin and Frendlich isotherms fit the data better than the Langmuir isotherms. Characterization of bio-charcoal was performed by SEM, BET and FTIR tests. In the batch system, the effect of adsorption parameters including contact time, solution pH, adsorbent amount, initial pharmaceutical solution concentration and temperature were investigated. Maximum adsorption capacity for hazelnut shell and banana peel was 91.40 mg/g and 120.68 mg/g, respectively. The bio-charcoal obtained from banana peel performed much better than the hazelnut shell on naproxen uptake, and the difference in lignocellulosic composition was rationale to this difference in adsorption.