امکان سنجی حذف آلودگی کادمیوم و آرسنیک از محلول های آبی توسط رس پیلارد سنتز شده
عنوان پاياننامه:
امکان سنجی حذف آلودگی کادمیوم و آرسنیک از محلول های آبی توسط رس پیلارد سنتز شده
ارائه شده جهت دريافت کارشناسی ارشد
رشته زمينشناسي گرایش زیست محیط
استاد راهنما:
دكتر مرتضی رزمآرا
نگارش: حسین کریمی
Email : h_karimi1398@yahoo.com
اين پايان نامه با حمايت شركت شهركهاي صنعتي خراسان رضوي به انجام رسيده است.
چکيده
در اكثر مقالات و تحقيقات انجام شده در زمينه سفارشات چند محصولي تنها اهداف توليدکننده(سفارش دهنده) مدنظر قرار گرفته و تمرکزي بر کاهش هزينه ها در کل مجموعه توليدکننده و تامين کننده صورت نگرفته است . در اين تحقيق قصد داريم علاوه بر مروري بر مباحث مديريت زنجيره تأمين و ارتباطات موجود در زنجيره بطور خاص بر ارتباط دو سطحي بين توليدكننده و تأمين كننده در زنجيره پرداخته و با در نظر گرفتن هر دو واحد وبا هدف ارضا نيازهاي هر دو سطح و همچنين لحاظ نمودن هزينه هاي انبار،نگهداري ،کمبود و حمل و نقل در زنجيره در شرايطي که هر يک از اقلام مورد سفارش داراي زمان تحويل مختلفي مي باشند به سفارش چند كالايي مطلوب دست يابيم . در اين مسئله تقاضا به صورت پويا در نظر گرفته شده است و نرخ تقاضا با زمان تغيير مي کند و در دوره هاي مختلف افق برنامه ريزي مقادير مختلفي دارد. بنابراين هدف اصلي تحقيق حاضر حل مدل سفارش چند محصولي با زمان تحويل هاي مختلف و در شرايط تقاضاي پويا در يک زنجيره تامين دو سطحي ( يک توليدکننده و يک تامين کننده ) مي باشد و حل مدل مزبور با لحاظ نمودن اهداف هر دو سطح از زنجيره توسط يک الگوريتم ابتکاري مي باشد. در الگوريتم ارائه شده هدف مسئله كاهش هزينه در سطح زنجيره تأمين و به دست آوردن مطلوب ترين زمان هاي سفارش دهي و ارسال قطعات مي باشد . هزينه ها شامل هزينه نگهداري در انبار توليد كننده و تأمين كننده ، هزينه كمبود توليدکننده که بر عهده ي تامين کننده مي باشد، هزينه سفارش دهي توليدکننده و هزينه حمل و نقل تامين کننده مي باشد . براي رسيدن به هدف مذكور شرايط مختلف سفارش دهي و ارسال (سفارش توسط توليد كننده هر i دوره يكبار وارسال توسط تأمين كننده هر j دوره يكبار) را با در نظر گرفتن زمان تحويل هاي قطعات مختلف مورد بررسي قرار داده و حالتي را كه هزينه كل در زنجيره تأمين حداقل مقدار را دارد به دست مي آوريم و به مقايسه حالت مطلوب کل زنجيره در شرايط يکپارچه و حالت مطلوب هر يک از اجزا ي زنجيره به صورت غير يکپارچه مي پردازيم . برنامه ي نرم افزاري به زبان VISUAL BASIC نيز جهت حل مسئله تهيه شده است. |
آلودگیهای ناشی از آرسنیک و کادمیوم موجود در محیطزیست (آبهای زیرزمینی، آبهای سطحی، گیاهان و خاک) یکی از تهدیدات بسیار جدی برای سلامتی انسان بشمار میآید. وجود این معضل، لزوم استفاده از فناوریهای تخصصی در زمینهی جذب و حذف آرسنیک و کادمیوم ازمحیطزیست را گسترش داده است. فناوریهای متفاوتی که امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند، پر هزینه هستند. در این مطالعه، فناوری با هزینهی نسبتا پائین و کآرایی بالا مورد بررسی قرار گرفت.گل قرمز، باطله جامد باقیمانده از پالایش کانی بوکسیت در تولید آلومینیوم میباشد که pH آن حدود 10 تا 5/12 میباشد و از مواد بسیار آلودهکننده در محیطزیست محسوب میشوند. رسها و کانیهای رسی به خاطر خاصیت جذب و غیرمتحرک کردن آلاینده های محیطی و در کنترل آنها نقش مهمی را ایفا میکنند. گل قرمز با استفاده از روشهاي مختلف تيمار (Treatment) و تعديل (Modification) منجمله با رسهای پیلارد شده میتواند به يکي از جاذبهاي قوي آلايندهها تبديل گردد. |
در این مطالعه برای پیلارینگکردن رس، از گل قرمز باطله حاصل از پالایش معادن بوکسیت جاجرم و بنتونیتی از منطقهی سبزوار، استفاده گردید. گل قرمز و بنتونیت با استفاده از اسید، تعدیل گردیدند. در این فرآیند، عنصر کلسیم موجود در نمونهها حذف که منجر به افزایش اکسید آهن به میزان 18% شد. علاوه بر این، تعدیل نمونه بنتونیت با اسید باعث افزايش سطح ويژه، تخلخل موثر، تورمپذیری، ظرفیت تبادل کاتیونی بالاتر و حذف ناخالصیهای نمونه گردید. با استفاده از عناصر موجود در گل قرمز (آهن، آلومینیوم، تیتان، مس) محلول فلزی مورد نظر برای پیلارینگ رس، حاصل گردید. با استفاده از این محلولهای فلزی، پلیکاتیون مناسب جهت پیلارینگ، تهیه گردید. بنتونیت تعدیلشده، سدیمدار شده و سپس سوسپانسونی از رس آماده گردید. از واکنـش سوسپانسیـون رس سـدیمدار با محـلول، پلیکاتیون رس تهیه شد، که برای پیلارینگ بنتونیت مورد نظر استفاده گردید. جانمایی (Intercalation) یکی از مهمترین مراحل پیلارد کردن رس است که با استفاده از همزدن های شدید و سانتریفیوژ انجام گرفت. تکلیس رس پیلارد نیز در C°300 انجــام گردیــد. در نهایــت از گل قرمــز تعديــل شــده (MRM) به اضافه رس پيلارد شده (Al,Fe,Ti,Cu-pillared clays)، کمپلکسی تهیه گردید که جهت حذف آرسنیک و کادمیوم از محلولهای آبی استفاده گردید. این کمپلکس با استفاده از XRD، XRF، SEM، XRM و EPMA و همچنین نگاشت خطی مشخص و جذب آرسنیک و کادمیوم هم در اين کمپلکس، توسط AAS مورد بررسي قرار گرفت. درصد اکسیدهای موجود در گل قرمز، از آنالیزهای EPMA بدست آمد و مشخص گردید که بین 50 تا 70 % نمونه گل قرمز از اکسیدهای فلزی تشکیل شده است. با استفاده از آنالیزهای XRM، پراکندگی عنصری مورد بررسی قرار گرفت و از فضاهای خالی موجود در نمونه، برای تزریق اکسیدهای فلزی و تهیه رس پیلارد، استفاده گردید. به منظور بررسي عوامل موثر بر ميزان جذب As و Cd توسط رس پيلارد، عوامل اساسي نظیر تاثيرات pH، حرارت و زمان مورد بررسي قرار گرفت. تاثیر pH بر میزان جذب آرسنیک، در سه محیط اسیدی، خنثی و قلیایی بررسی و مشخص گردید که میزان جذب آرسنیک در محیط قلیایی نسبت به محیطهای اسیدی و خنثی بسیار ناچیز است. بيشینه ميزان جذب آرسنیک در اين مطالعه (در 5/3 pH= و دماي C°40 و با گذشت 200 دقیقه از زمان شروع واکنش) تا حد 91/99% رسيد. بیشترین میزان جذب آرسنیک، در 3 دقیقهی اول (59%) صورت گرفت ولی تا 60 دقیقه، روند افزایشی به خوبی مشخص میباشد. از 60 دقیقه تا 1000 دقیقه نیز روند جذب به صورت کاملا یکنواخت می باشد. بررسی تاثیر pH بر میزان جذب کادمیوم در سه محیط اسیدی، خنثی و قلیایی نشان داد که میزان جذب در محیط قلیایی و اسیدی روند مناسبی نیست در صورتی که محیط خنثی، بالاترین میزان جذب کادمیوم را نشان داد. بيشینه ميزان جذب کادمیوم نیز در 6 pH= و دماي C°40 با گذشت 200 دقیقه از زمان شروع واکنش رخ داد که ميزان جذب تا حد 45/97% رسيد. بیشترین میزان جذب کادمیوم، در 3 دقیقهی اول (68%) صورت گرفت و تا 60 دقیقه روندی افزایشی داشت. از 60 دقیقه تا 1000 دقیقه نیز روند جذب به صورت کاملا یکنواختی مشاهده گردید. آنالیزهای SEM و XRF، جذب هر دو عنصر آرسنیک و کادمیوم توسط رس پیلارد شده را بیان میکند. همچنین آنالیزهای حاصل از EDS نیز جذب آرسنیک و کادمیوم در بین لایههای رس پیلارد را به خوبی نشان داد. معادله ايزوترمهاي جذب لانگموير و فروندليش جهت تطابق ايزوترمهاي جذب، برای هر دو عنصر آرسنیک و کادمیوم مورد بررسي قرار گرفت. هر دو ایزوترم، بهترین روند جذب برای آرسنیک و کادمیوم را در دمای C° 30 نشان دادند. اين مطالعه نشان داد که “کمپلکس گل قرمز تعديل شده و رس پيلارد” کارآيي بسيار خوبي در جهت حذف آرسنیک و کادمیوم از محلولهاي آبي را دارا ميباشد.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.