فهرست مطالب
 
 
عنوان                                                                                               صفحه
 
1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………. 2
1-1- کلیات………………………………………………………………………………………………………………………………… 2
1-2- ضرورت انجام تحقیق………………………………………………………………………………………………………… 4
1-3- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………. 6
1-4- نوآوری تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………… 6
1-5- ساختار پایان نامه………………………………………………………………………………………………………………. 7
2- پیشینه و تئوری تحقیق………………………………………………………………………………………………………..9
2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-2- پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-2-1- انواع جاذب…………………………………………………………………………………………………………………….9
2-2-1-1- پوسته برنج………………………………………………………………………………………………………………..9
2-2-1-2- کربن فعال………………………………………………………………………………………………………………11
2-2-1-3- پوسته گردو…………………………………………………………………………………………………………….12
2-2-1-4- خاک اره………………………………………………………………………………………………………………….12
2-2-1-5- نانو ذرات کربنی……………………………………………………………………………………………………..13
 
عنوان                                                                                               صفحه
 
2-2-1-6- سایر جاذب ها…………………………………………………………………………………………………………14
2-2-2- انجام آزمایشات با استفاده از سیستم ستون………………………………………………………………15
استفاده از روش پاسخ سطح (RSM) در مدلسازی آزمایش……………………………………16
انجام آزمایشات با استفاده از سیستم ستون و مدلسازی توسط روش RSM…………18
2-3- تئوری تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………..18
2-3-1- روش سطح پاسخ(RSM)……………………………………………………………………………………….. 18
2-3-1-1-روش شناسی سطح پاسخ………………………………………………………………………………………..18
2-3-1-2- طرحهای آزمایشی برای برازانیدن سطح های پاسخ……………………………………………..20
2-3-1-3- انواع طرح های سطح پاسخ……………………………………………………………………………………21
2-3-1-4- طرح های مرکب مرکزی (CCD)………………………………………………………………………. 24
2-3-2- تئوری جذب سطحی………………………………………………………………………………………………….27
2-3-2-1- ایزوترم جذب پایه…………………………………………………………………………………………………..29
2-3-2-2- مدل های تجربی برای مدلسازی نتایج آزمایشها…………………………………………………..31
2-3-2-2-1- مدل Adam-Bohart…………………………………………………………………………………….31
2-3-2-2-2- مدل توماس……………………………………………………………………………………………………….32
2-4-جمع بندی……………………………………………………………………………………………………………………33
3- مواد و روشها ……………………………………………………………………………………………………………………….35
3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………..35
3-2- مواد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………………..35
3-2-1- جاذب مورد استفاده: شلتوک برنج اصلاح شده بازی……………………………………………….35
3-2-2- فاضلاب مصنوعی حاوی فلز سنگین………………………………………………………………………….36
3-2-3- سایر مواد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………36
3-3- دستگاههای مورد استفاده……………………………………………………………………………………………37
3-4- روشهای مورد استفاده………………………………………………………………………………………………….37
عنوان                                                                                              صفحه
 
3-4-1- آماده سازی ستون………………………………………………………………………………………………………37
3-4-2- طراحی آزمایشها به کمک روش RSM……………………………………………………………………39
3-4-3- روش تعیین بازدهی جذب در هر آزمایش…………………………………………………………………41
3-4-4- روش انجام آزمایش غیر پیوسته…………………………………………………………………………………43
4- نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………………….46
4-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………46
4-2- نتایج آزمایش های غیر پیوسته…………………………………………………………………………………..46
4-3- نتایج آزمایش های انجام شده بر مبنای روش سطح پاسخ به منظور بررسی عوامل موثر بر بازدهی جذب فلز سنگین…………………………………………………………………………………………………..49
4-4- تحلیل نتایج…………………………………………………………………………………………………………………52
4-4-1- تحلیل واریانس……………………………………………………………………………………………………………68
4-4-1-1- تحلیل واریانس مدل چند جمله ای مرتبه دوم……………………………………………………..68
4-4-1-2- تحلیل واریانس مدل خطی…………………………………………………………………………………….72
4-4-2- تعیین بهترین رابطه…………………………………………………………………………………………………..74
4-5- ترکیبات مختلف پارامتر ها در اهداف تعیین شده مجموعه آزمایش ها……………………….79
4-6- تطبیق نتایج بدست آمده از آزمایش های پیوسته با مدل های تجربی………………………..81
5- نتیجه گیری و پیشنهادات ………………………………………………………………………………………………….85
5-1- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………………85
5-2- پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………86
فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………..88
 
 
 
 
 
 
فهرست جدول­ها
 
 
عنوان و شماره                                                                               صفحه
 
جدول 2-1- خلاصه نتایج تحقیقات صورت گرفته بر روی حذف فلزات سنگین مختلف به                                                                       کمک پوسته برنج (سعادت، 1391) 10
جدول 2-2- ترکیب های مختلف کد شده پارامتر ها در طرح متشکل از 3 پارامتر 26
جدول 2-3- مقایسه بین جذب فیزیکی و شیمیایی 28
جدول 3-1- پارامترهای مستقل طرح و سطوح مقادیر و کد های مربوطه 40
جدول 3-2- پارامترهای مورد نظر در این مطالعات و ترکیبات مختلف آزمایشها 41
جدول 4-1- مقدار غلظت تعادلی نیکل، بازدهی جذب و مقدار نیکل جذب شده در واحد      جرم جاذب در آزمایش های غیرپیوسته 47
جدول 4-2- نتایج آزمایش های انجام شده بر مبنای روش سطح پاسخ 50
جدول 4-3- میزان غلظت خروجی نیکل را در زمان های مختلف از ستون با حداکثر بازدهی جذب نیکل 52
جدول 4-4- نتایج آنالیز برنامه Design Expert جهت انتخاب مدل ریاضی 60
جدول 4-5- تحلیل واریانس مدل چند جمله ای درجه دوم (نتایج آنالیز برنامه Design Expert) 69
 
 
عنوان و شماره                                                                                 صفحه
 
جدول 4-6- ضرایب ثابت، اثرات خطی، مربعی و متقابل پارامتر های مدل مرتبه دوم 70
جدول 4-7- تحلیل واریانس مدل خطی (نتایج آنالیز برنامه Design Expert) 72
جدول 4-8- ضرایب ثابت و اثرات خطی پارامتر های مدل خطی 74
جدول 4-9- نتایج مقایسه درصد حذف نیکل حاصل از کاربرد روابط مرتبه دوم و خطی 75
جدول 4-10- ترکیبات مختلف پارامتر ها را در مدل مرتبه دوم برای بدست آوردن حداکثر راندمان 80
جدول 4-11- پارامتر های مدل Adam-Bohart 82
جدول 4-12- پارامتر های مدل توماس 83
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فهرست شکل­ها

 
 
عنوان و شماره                                                                              صفحه
شکل 2-1- طرح مرکب مرکزی (CCD) 24
شکل 2-2- ایزوترم جذب 28
شکل 3-1- شمای شماتیک سیستم پیوسته 38
شکل 3-2- سیستم پیوسته به هنگام انجام آزمایش ها 39
شکل 3-3- شمای شماتیک نمودار جذب 42
شکل 4-1- نمودار ایزوترم جذب نیکل در آزمایش های غیر پیوسته 48
شکل 4-2- نمودار مطابقت ایزوترم جذب با مدل لانگمویر 48
شکل 4-3- نمودار مطابقت ایزوترم جذب با مدل فروندلیچ 49
شکل 4-4- نمودار شکست آزمایش شماره 4 با راندمان حداکثر برابر با 8/69 % 51
شکل 4-5- نمودار نرمال باقیمانده ها در مدل های مرتبه دوم و خطی 55
شکل 4-6- نمودار باقیمانده ها در مقابل مقادیر پیش بینی شده 56
شکل 4-7- نمودار باقیمانده ها در برابر ترتیب اجرای آزمایش 57
شکل 4-8- نمودار پریشیدگی پارامتر های مختلف در پارامتر ها 58
 
 
عنوان و شماره                                                                             صفحه
 
شکل 4-9- نمودار اثر ارتفاع جاذب بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 62
شکل 4-10- نمودار اثر دبی بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 63
شکل 4-11- نمودار اثر غلظت اولیه نیکل بر میزان جذب فلز سنگین در دو مدل مرتبه دوم و خطی 64
شکل 4-12- نمودار خطوط پاسخ اثر تغییرات ارتفاع جاذب و دبی ورودی بر بازدهی جذب 65
شکل 4-13- نمودار اثر توامان ارتفاع جاذب و دبی بر راندمان جذب 66
شکل 4-14- نمودار سه بعدی اثر توامان ارتفاع جاذب و دبی بر راندمان جذب 67
شکل 4-15- نمودار مقایسه نتایج روابط شماره 4-3 و 4-5 با نتایج واقعی بازدهی حاصل از انجام آزمایشها 77
شکل 4-16- اختلاف نتیجه بازدهی بر اساس روابط 4-3 و 4-5 با مقدار واقعی بازدهی از آزمایشها 78
شکل 4-17- نمودار میله ای مطلوبیت ترکیبات تعریف شده در اهداف 80
شکل 4-18- مقایسه نمودار بدست آمده از آزمایشها با مدل Adam-Bohart 82
شکل 4-19- مقایسه نمودار بدست آمده از آزمایشها با مدل توماس 83
شکل پ-1- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 75/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 76 میلی گرم بر لیتر 95
شکل پ-2- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 72/10 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 95
شکل پ-3- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 78/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 96
 
 
عنوان و شماره                                                                                             صفحه
 
شکل پ-4- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 72/10 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 96
شکل پ-5- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 78/15 میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 2/34 میلی گرم بر لیتر 97
شکل پ-6- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 72/10میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 97
شکل پ-7- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 95/25 سانتی متر، دبی 72/10میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 98
شکل پ-8- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 05/14 سانتی متر، دبی 78/15میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 8/75 میلی گرم بر لیتر 98
شکل پ-9- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی 25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 90 میلی گرم بر لیتر 99
شکل پ-10- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی 25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 20 میلی گرم بر لیتر 99
شکل پ-11- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی5/17میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 100
شکل پ-12- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 10 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 100
شکل پ-13- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی9میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 101
شکل پ- 14- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 101
شکل پ-15- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 102
عنوان و شماره                                                                                 صفحه
 
شکل پ-16- نمودار شکست در ستون با ارتفاع جاذب 20 سانتی متر، دبی25/13میلی لیتر بر دقیقه و غلظت اولیه نیکل 55 میلی گرم بر لیتر 102