بهینه سازی پارامترهای فیزیکی و تاثیر آن بر انعقاد آب کدر با دانه های مورینگا الیفرا

بهینه سازی پارامترهای فیزیکی و تاثیر آن بر انعقاد آب کدر با دانه های مورینگا الیفرا

اسلاید 1: MORINGA OLEIFERA تهيه و تنظيم: الـنــاز – فـرزانـه

اسلاید 2: OPTIMIZING PHYSICAL PARAMETERS AFFECTING COAGULATION OF TURBID WATER WITH MORINGA OLIEIFERA SEEDS بهينه سازی پارامترهای فيزيکی و تاثير آن بر انعقاد آب کدر با دانه های مورينگا اليفرا

اسلاید 3: مقدمهدر کشورهای در حال توسعه در مناطق گرمسيری، شرکتهای آب ، زاج را برای انعقاد آب سنگين به کار ميبرند وبرای سبک کردن آب از آهک و خاکستر سودا استفاده مي کنند. به علت کدورت زياد آب و نيز نياز به دوزاژ بالا برای رسيدن به شرايط مناسب انعقاد آب از آهک نيز به عنوان کمک منعقد کننده استفاده مي کنند از اين رو به کار بردن مواد گياهی نظير مورينگا اليفرا به عنوان کمک منعقد کننده به بهتر شدن وضعيت اقتصادی کمک مي کند. در اين مورد مطالعات بسياری توسط افراد زيادی نظير : جان 1986 ، مدسن و همکارانش 1987 ، فلکارد 1989 ، ساني 1990 ، کسر 1990 ، بنيا 1991 و ساترلند 1992 انجام گرفته. در همه اين بررسيها در جارتستهای متداول پارامترهايي به کار گرفته شده است که برای ارزيابي کارائي انعقادي مورينگا اليفرا در تصفيه آب های سطحي مورد استفاده قرار گرفته شده اند.

اسلاید 4: در اين تحقيق پارامترهائي همچون نرخ و زمان اختلاط کند و تند تنظيم مي شود . البته تنظيم اين پارامترهاي فيزيکی طبق جارتستهاي استاندارد انعقاد زاج ميباشد تنها پارامتر متغير در اين بررسيها تعيين دوزاژ مورينگا اليفرا است . در مرحله بعدی اين تحقيق زمان و گراديان سرعت اختلاط تند و کند بهينه سازی شده که طبق روش تک عاملي بهينه سازی (توسط کچران و ککس 1962 ) مي باشد . البته دوزاژ مورينگا اليفر بهينه ميشود .

اسلاید 5: محدوده مطالعاتبررسي عوامل فيزيکی موثر بر انعقاد آب همراه با مورينگا اليفرا ، که اين عوامل عبارتند از : الف) کدورت اوليه ب) دوزاژ مورينگا اليفرا ج) گراديان سرعت اختلاط تند د) گراديان سرعت اختلاط کند ه) زمان اختلاط کند و تند تعيين دوزاژ مناسب مورينگا اليفرا محاسبه اصول مناسب برای زمان و گراديان سرعت اختلاط تند و برای زمان گراديان اختلاط کند برای کدورت 750-50 (NTU)

اسلاید 6: مواد و روش کار الف ) آماده سازی نمونه آب: 5 گرم کائولن سخت را در 500 ميلي ليتر (ml) آب تقطير شده حل کرده mg/lit 50 ميلي گرم در ليتر بي کربنات سديم (از محلول ذخيره mg/lit 100) را به سوسپانسيون کائولين اضافه کرده تا سوسپانسيون به 1 ليتر برسد. سوسپانسيون را آهسته 20 دور در دقيقه و به مدت 30دقيقه در تجهيزات جارتست می آميزيم تا ذرات خاک رس به صورت يکنواخت در بيايد سپس اين سوسپانسيون را تا 24 ساعت ثابت ميگذاريم و آن را به عنوان محلول ذخيره برای آماده کردن نمونه های آب با کدورت های متغير در آزمايش های انعقاد به کار ميبريم. در همه نمونه های آب PH را بدون تغيير در حدود 7 نگه ميداريم.

اسلاید 7: ب ) آماده سازی سوسپانسيون دانه ای مورينگا اليفرا: ابتدا دانه های مورينگا اليفرا با کيفيت بالا و خوب را جدا کرده و پوسته و بالهای آن را برداشته و سپس آسياب کرده تا پودر شود. 5گرم از اين پودر را در همزن با سرعت بالا مي ريزيم و 200ميلي ليتر آب تقطير شده را به آن اضافه کرده و به مدت 30 ثانيه آن را با هم مخلوط ميکنيم ، تا مواد فعال بدست آيد . سوسپانسيون بدست آمده را تا 500 ميلي ليتر صاف کرده تا محلول ذخيره تقريبی mg/lit 1000 ميلي گرم در ليتر را به ما بدهد محلول ذخيره آماده است.

اسلاید 8: روال مطالعات آزمايشگاههای انجام شده به قرار زير است : بهينه سازي دوزاژ مورينگا اليفرا برای کدورت های متغير : برای تعيين دوزاژ مناسب چند عامل را بايد در نظر گرفت که عبارتند از : I - محدوده کدورت آب NTU 150-50 II- گراديان سرعت اختلاط تند s/413 III - گراديان سرعت اختلاط کند s/152 IV - زمان اختلاط کند s1200 V - 2ساعت زمان ماند

اسلاید 9: 2. روش کار : 50ميلي ليتر از هر نمونه آب (سوسپانسيون کائولين) را در 6 بشر 1 ليتری ريخته که هر بشر دارای موج گير است و در تجهيزات جارتست جای گرفته ، پره شيشه ای را در آن قرار داده و سرعت اختلاط تند را در 175 دور در دقيقه تنظيم کرده و دوزاژ در نظر گرفته شده از سوسپانسيون مورينگا اليفرا به طور همزمان اضافه می کنيم و به مدت 2 دقيقه سريعاً مخلوط ميکنيم . سرعت اختلاط را تا 35 دور در دقيقه کاهش داده و اختلاط کند را به مدت 20دقيقه براي فلوکولاسيون انجام ميدهيم. پس از 2 ساعت زمان ماند کدورت را اندازه ميگيريم .

اسلاید 10: نتايج بدست آمده از رفع کدورت با دوزاژ متغير مرنيگا اليفرا نمودار زير نتايج بدست آمده از روال کار آزمايشگاهی با دوزاژ مورينگا اليفرا و کدورت های متغير آب را نشان ميدهد. M. Oleifera dose (mg/l)

اسلاید 11: اين نمودار نشان ميدهد که برای کدورت اوليه کم NTU 150-50 دوزاژ مناسب مورينگا اليفرا mg/lit 50 است، در حالي که برای کدورت اوليه متوسط تا زياد NTU 550-250 دوزاژ مناسب mg/lit 100 است. مورينگا اليفرا يک پلي الکتروليت طبيعي است . افزايش دوزاژ نهايتاً منجر به بار الکتريسيته معکوس شده و به دنبال آن باعث ثبات پيدا کردن ذرات بي ثباتي مي شوند . طبق نمودار زير :

اسلاید 12: دوزاژ مناسب مورينگا اليفرا که مدت باقي مانده را کاهش ميدهد و رفع کدورت با افزايش کدورت اوليه بعد از 2ساعت زمان ماند افزايش مي يابد برای نمونه آب با کدورت اوليه زياد NTU 600 رفع کدورت تا % 5/98 بدست مي آيد.

اسلاید 13: بهينه سازی زمان و گراديان سرعت اختلاط تند و کند روش تک عاملي بهينه سازی زمان و گراديان سرعت اختلاط تند و کند.

اسلاید 14: نتايج آزمايشات برای بهينه سازی زمان و گراديان سرعت اختلاط تندبهينه سازی زمان و گراديان سرعت اختلاط تند با کدورت اوليه 50 تا 750 NTU در آب انجام گرفته شده طبق نمودارهای زير مشخص مي شود : V. G. V. G. بهينه سازي گراديان سرعت اختلاط تند بهينه سازي گراديان سرعت اختلاط تند در انعقاد آب کدر با دانه های مورينگا اليفرا در انعقاد آب کدر با دانه های مورينگا اليفرا کدورت اوليه NTU 750 زمان اپتيمم 4 دقيقه کدورت اوليه NTU 50 زمان اپتيمم 1 دقيقه

اسلاید 15: گراديان سرعت مناسب برای اختلاط تند s/432 و زمان مناسب اختلاط برای کدورت اوليه 50 NTU ، 1 دقيقه مي باشد و گراديان سرعت مناسب برای اختلاط تند s/443 و زمان مناسب 4 دقيقه برای کدورت های 750 NTU است. در کدورت اوليه کم با دوزاژ مورينگا اليفرا 50 mg/lit و کدورت اوليه زياد با دوزاژ mg/lit 100 با شرط اينکه گراديان سرعت و زمان اختلاط تند مناسب باشد ، کدورت باقي مانده کمتر از NTU 10 باشد زمان و گراديان سرعت اختلاط تند بستگی به کدورت آب کدر دارد و زمان مناسب اختلاط تند با افزايش کدورت آب ناخالص زياد مي شود.

اسلاید 16: نتايج بهينه سازی در مورد زمان و گراديان سرعت اختلاط کند.بهينه سازي زمان و گراديان سرعت اختلاط کند بر نمونه های آب با کدورت 50-750 NTU انجام گرفته شده است که طبق نمودار زير بيان ميدارد که: V. G. V. G. بهينه سازي گراديان سرعت اختلاط کند بهينه سازي گراديان سرعت اختلاط کند در انعقاد آب کدر با دانه های مورينگا اليفرا در انعقاد آب کدر با دانه های مورينگا اليفرا کدورت اوليه NTU 750 زمان اپتيمم 25 دقيقه کدورت اوليه NTU 50 زمان اپتيمم 20 دقيقه

اسلاید 17: گراديان سرعت مناسب برای اختلاط کند (20 دور در دقيقه ) s/149.9 و زمان 20 دقيقه برای کدورت NTU 50 ديده مي شود و گراديان سرعت مناسب اختلاط کند برای NTU 100 ، 200 (کدورت متوسط ) و NTU 750 برابر s/208 (40 دور در دقيقه ) و 25 دقيقه است و اگر سرعت چرخشی تا 60 دور در دقيقه و بالاتر افزايش يابد فلوک ها شکسته مي شود. با توجه به نتايج بدست آمده کدورت به کمتر از NTU 10 کاهش ميابد و هر چه کدورت اوليه آب زيادتر باشد کدورت باقي مانده کاهش مي يابد.

اسلاید 18: نتايجدوزاژ mg/lit 50 برای کدورت اوليه NTU 150-50 مناسب است و دوزاژ mg/lit 100 برای کدورت اوليه NTU 550-250 مناسب است. افزايش دوزاژ مورينگا اليفرا منجر به کاهش کدورت شده که بعد از آن کدورت باقي مانده به علت تثبيت افزايش مي يابد. با دوزاژ مناسب رفع کدورت با بازدهی بالائي بدست مي آيد. با بکارگيری روش تک عاملي بهينه سازی و دوزاژ مناسب مطالب زير ديده مي شود. الف ) گراديان سرعت اختلاط تند و زمان به ترتيب s/432 و 1دقيقه برای کدورت 50 NTU مي باشد. ب ) گراديان سرعت اختلاط تند و زمان اختلاط تند به ترتيب s/443 و4 دقيقه برای کدورت NTU 750-225 مي باشد.

اسلاید 19: ج ) گراديان سرعت اختلاط کند و زمان به ترتيب s/ 149.9 و 20دقيقه برای کدورت 50 NTU مي باشد. د ) گراديان سرعت اختلاط تند و زمان به ترتيب s/208.3 و 25 دقيقه برای کدورت NTU 750-50 مي باشد. 5 . در همه موارد کدورت باقي مانده 10 ≤ NTU گزارش شده است.