حذف فسفات از فاضلاب به صورت بیولوژیکی و استفاده از نانوذره اکسید تیتانیوم

این پروپوزال دارای مقاله بیس میباشد که قابل مشاهده و دانلود می باشد

https://dl.safirdep.com/essays/phosphate-removal-from-wastewater.pdf

فهرست مطالب

1. چکیده

2. بیان مساله

3. اهمیت و ضرورت تحقیق

4. مرور ادبیات و سوابق مربوطه

5. چارچوب نظری تحقیق

6. روش شناسی تحقیق

7. سؤالات تحقیق

8. فرضیه ‏های تحقیق

9. طرح و روش تحقیق روش نمونه گیری و حجم نمونه

10. اصول اخلاقی تحقیق

11. نتایج متصور از تحقیق

12. مراجع

بخشی از بیان مساله

توسعه شهر نشینی موجب افزایش فعالیت های صنعتی و کشاورزی، تخلیه فاضلاب ها و پساب های مختلف به منابع پذیرنده آب هـای سطحی شـده که منجر بـه کاهش کیفیت آب ها می شود. فاضلاب، همان آب مصرفی است که در نتیجه کاربردهای مختلف، آلوده شده و قابل استفاده برای مصرف مورد نظر نمی باشد. از این رو حذف فسفات یکی از روش های کاهش آلودگی می باشد.

از نظر منابع تولید، فاضلاب شهری را می توان ترکیبی از زایداتی دانست که توسط آب از مناطق مسکونی، اداری و تاسیسات تجاری و صنعتی درون شهری، حمل شده و بر حسب شرایط ممکن است با آب های زیرزمینی، آب های سطحی یا سیلاب ها آمیخته گردد .

هر متر مکعب فاضلاب تصفیه نشده ۵۰تا ۱۰متر مکعب آب تمیز آشامیدنی را آلوده میکند(Govarthanan و همکاران، ۲۰۲۰). برای کاهش اثرات سوء ناشی از تخلیه فاضلاب ها به محیط زیست و همچنین جهت ارتقاء سطح بهداشت عمومی در جوامع، بایستی نسبت به تصفیه فاضلاب اقدام نمود. به منظور تصفیه فاضلاب از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی استفاده می گردد . امروزه روش های مشتمل بر فرایندهای بیـولوژیکی به طور گستـردهای در تصفیهی انواع فاضلاب های مختلف با بار آلی زیاد مورد استفاده قرار می گیرد . مواد آلی و نوترینت ها از جمله ترکیبات فسفر از آلاینده های بالقوه آب های پذیرنده می باشند، (انتشار فسفر از پساب تصفیه خانه فاضلاب شهری به محیط زیست یکی از دلایل اصلی پدیده شکوفایی آب است).

فسفر فاضلاب شهری در اشکال مختلف از قبیل فسفر کل، فسفر محلول و فسفر معلق وجود دارد. به طور کلی تصفیه اولیه و ثانویه فاضلاب در حذف فسفر موثر است. فسفر در پساب ثانویه عمدتاً به شکل محلول و تحت عنوان ارتو فسفات شناخته می شود، به علاوه تنها ارتو فسفات است که باعث رشد فیتوپلانکتون ها و در نتیجه ایجاد شکوفایی در منابع آب سطحی می شود(Liu و همکاران، ۲۰۱۹).

تصفیه پساب فاضلاب شهری به منظور حذف فسفات به منظور پاسخ به مقررات محیط زیستی در سراسر جهان الزامی است. کنترل رشد جلبک ها در منابع آب از طریق حذف فسفر از فاضلاب شهری عامل مهمی جهت حفظ کیفیت منبع محدود آب های شیرین موجود می باشد. حذف فسفات به صورت فیزیکی، شیمیایی و زیستی امکان پذیر است. روش تصفیه زیستی یک دانش توسعه یافته و سازگار با محیط زیست است که با تغییر طراحی سیستم های رشد معلق صورت می پذیرد.

نانوذرات کاربردهای زیست‌محیطی متنوعی مانند تشخیص آلودگی و پایش میزان غلظت آن، تجزیه شیمیایی یا بازسازی و رمدیشن محیط زیست دارند. نانوذرات توانایی حذف طیف وسیعی از آلاینده‌ها را دارند. از نانوذرات می‌توان به عنوان عوامل کاهنده و یا به عنوان جاذب برای آلاینده‌های مختلف در خاک یا آب استفاده کرد. تکنیک‌های مبتنی بر نانوذرات با توجه به خواص متنوع آنها همچون اندازه کوچک، نسبت سطح به حجم بالا و فعالیت کاتالیزوری مطلوب، به عنوان جایگزینی مناسب برای روش‌های مرسوم برای حذف نیترات از پساب مطرح شده‌اند(Tian و همکاران، ۲۰۲۰).

به علت کارآیی بالای این نانوذرات می‌توان به تنهایی از این سامانه‌ها بهره برد و نیازی به سیستم‌های مکمل وجود ندارد(Song و همکاران،۲۰۲۲). این نانوذرات به فرم‌های پوشش داده شده و یا سطح عامل‌دار شده و تثبیت نانوذرات بر روی سطح استفاده می‌شوند که منجر به حذف فسفات از فاضلاب می شود.   از این رو در این تحقیق با ترکیب هر دو روش سعی در بهبود فرایند حذف فسفات از فاضلاب داریم به نحوه ی که دارای راندمان بهتری در مقایسه با سایر روش های مشابه باشد.

برخی از مراجع

• حذف فسفات
• Ahmad, S. Z. N., Al-Gheethi, A., Hamdan, R., & Othman, N. (2020). Efficiencies and mechanisms of steel slag with ferric oxides for removing phosphate from wastewater using a column filter system. Environmental Science and Pollution Research, ۲۷(۲۸), ۳۵۱۸۴-۳۵۱۹۴٫
• Dorofeev, A. G., Nikolaev, Y. A., Mardanov, A. V., & Pimenov, N. V. (2020). Role of phosphate-accumulating bacteria in biological phosphorus removal from wastewater. Applied Biochemistry and Microbiology, ۵۶(۱), ۱-۱۴٫
• Gupta, S., Nayak, A., Roy, C., & Yadav, A. K. (2021). An algal assisted constructed wetland-microbial fuel cell integrated with sand filter for efficient wastewater treatment and electricity production. Chemosphere, ۲۶۳, ۱۲۸۱۳۲٫
• Jia, Z., Zeng, W., Xu, H., Li, S., & Peng, Y. (2020). Adsorption removal and reuse of phosphate from wastewater using a novel adsorbent of lanthanum-modified platanus biochar. Process Safety and Environmental Protection, ۱۴۰, ۲۲۱-۲۳۲٫
• Shao, Yanan, et al. “Chemical modification of bamboo activated carbon surface and its adsorption property of simultaneous removal of phosphate and nitrate.” Chemosphere287 (2022): 132118.
• Li, J., Gao, Y., Dong, H., & Sheng, G. P. (2021). Haloarchaea, excellent candidates for removing pollutants from hypersaline wastewater. Trends in Biotechnology.
• Song, Yaran, et al. “Efficient and sustainable phosphate removal from water by small-sized Al (OH) 3 nanocrystals confined in discarded Artemia Cyst-shell: Ultrahigh sorption capacity and rapid sequestration.” Science of The Total Environment803 (2022): 150087.

• Maktoof, A. A. (2020). Use of two plants to remove pollutants in wastewater in constructed wetlands in southern Iraq. The Egyptian Journal of Aquatic Research, ۴۶(۳), ۲۲۷-۲۳۳٫

• Nguyen, Thi Minh Phuong, et al. “Phosphate adsorption by silver nanoparticles-loaded activated carbon derived from tea residue.” Scientific reports ۱۰٫۱ (۲۰۲۰): ۱-۱۳٫
• Roy, S., Guanglei, Q., Zuniga-Montanez, R., Williams, R. B., & Wuertz, S. (2021). Recent advances in understanding the ecophysiology of enhanced biological phosphorus removal. Current Opinion in Biotechnology, ۶۷, ۱۶۶-۱۷۴٫
• Shi, W., Ren, H., Huang, X., Li, M., Tang, Y., & Guo, F. (2020). Low cost red mud modified graphitic carbon nitride for the removal of organic pollutants in wastewater by the synergistic effect of adsorption and photocatalysis. Separation and Purification Technology, ۲۳۷, ۱۱۶۴۷۷٫
• Shang, Yaxin, et al. “Enhanced phosphate removal from practical wastewater via in situ assembled dimension-engineered MOF@ carbon heterostructures.” Chemical Engineering Journal428 (2022): 132536.
• Tian, B., Hua, S., Tian, Y., & Liu, J. (2021). Cyclodextrin-based adsorbents for the removal of pollutants from wastewater: A review. Environmental Science and Pollution Research, ۲۸(۲), ۱۳۱۷-۱۳۴۰٫
• Yan, Yubo, et al. “Removal of phosphate from wastewater using alkaline residue.” Journal of Environmental Sciences ۲۶٫۵ (۲۰۱۴): ۹۷۰-۹۸۰٫
• Yao, L., Yang, H., Chen, Z., Qiu, M., Hu, B., & Wang, X. (2020). Bismuth oxychloride-based materials for the removal of organic pollutants in wastewater. Chemosphere, 128576.