تقنية الحاجز التفاعلي النفاذ شكل القمع والبوابة لإزالة التتراسايكلين من المياه الجوفية: دراسة مختبرية مع النمذجة العددية

الباحث

ليلى عبدالكريم مخيف

المشرف

إياد فيصل

الجامعة

جامعة بغداد

الكلية / القسم

كلية الهندسة / الهندسة البيئية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Permeable Reactive Barrier ; Tetracycline ; Groundwater ; Numerical Modeling

يتمثل الجانب المبتكر لهذه الدراسة في تصنيع bale مازة جديدة حبيبات NPs) 02216205 الجينات الصوديوم) التي يمكن استخدامها في تقنية الحاجز التفاعلي النفاذ US (PRB) القمع والبوابة لمعالجة المياه الجوفية الحقيقة والمياه الجوفية المحاكاة الملوثة بالمضاد الحيوي التتراسيكلين . تدعم الحبيبات المحضرة محاولات إعادة استخدام نفايات عظام الدجاج وغبار الأسمنت SI(CKD) تكون متوافقة مع مفاهيم الاستدامة. تم استخلاص الكالسيوم من مخلفات عظام الدجاج باستخدام 9610© من حمض الهيدروكلوريك و140 جم من هذه المخلفات للحصول على اعلى تركيز (44218 ملجم/لتر) من أيونات الكالسيوم. تم تحضير المادة المازة من خلال تصنيع جزيئات 02216205 النانوية و ثم تثبيت الجسيمات النانوية مع الجينات الصوديوم. تم تحضير الجسيمات النانوية عن طريق خلط أيونات الكالسيوم مع أيونات الحديد. الظروف المناسبة لتحضير الحبيبات للحصول على أقصى قدرة امتزاز هي النسبة المولية (Ca/Fe) البالغة da pag ،1 الحموضة للمحلول 610 وجرعة قدرها 5 جم من الجسيمات النانوية Ca2Fe205 لكل 100 مل من ألجينات الصوديوم. أظهرت جميع الاختبارات الدفعية والمستمرة باستخدام حبيبات NPs) 0232156205- الجينات الصوديوم) تفاعلية عالية تجاه التتراسيكلين في المراحل السائلة. أفضل القيم لمعلمات الدفعة هي 90 دقيقة، 0 ملغم/لترء 200 دورة في الدقيقة، 7، و1.3 جم/50 ملء على التوالي لإزالة 9697.116 من TC يمكن وصف امتزاز المضاد الحيوي على المادة المازة في تجارب الدفعات بشكل أفضل بواسطة Langmuir 07 مع قدرة امتزاز قصوى تبلغ 7.9962 مجم/جم. تشير الصياغة الدقيقة للملاحظات الحركية بواسطة نموذج pseudo من الدرجة الثانية إلى أنه يمكن ازالة TC بواسطة القوى الكيميائية. توفر اختبارات توصيف حبيبات -CarzFe205 NPs) الجينات الصوديوم) Sul على أن الجسيمات النانوية التي تتشكل داخل الحبيبات المنتجة يمكن أن تدعم امتزاز TC تتمتع المادة المازة بالقدرة على إزالة TC من المياه الجوفية الحقيقية بكفاءة أقل من تلك الموجودة في المحلول المائي بسبب وجود مواد كيميائية ومكونات مختلفة في المياه الجوفية. تمت دراسة قدرة الحاجز التفاعلي النفاذ على التحكم في هجرة uth shall وأظهرت النتائج أن طول عمر الحاجز يمكن أن يزيد بشكل كبير مع طبقات أكثر سمكًا لقيم منخفضة لكل من اللتركيز الداخل ومعدل تدفق المياه. تم Jagat قياسات الاختبارات المستمرة لازالة TC بنماذج Thomas-BDST و Yan و Belter- Cussler-Hu يمكن لهذه النماذج رسم منحنيات الاختراق لانتشار الملوئثات على طول العمود. كان Thomas-BDST أفضل نموذج لمحاكاة نتائج التجارب المستمرة. تم إنشاء شبكة عصبية اصطناعية (ANN) باستخدام خوارزمية تدريب الانتشار العكسي (Levenberg-Marquardt (LMA لمقارنة فعالية إزالة التتراسيكلين من المحلول المائي باستخدام تقنية الامتزاز مع الحبيبات المحضرة لنتائج العمود والخزان. الحد الأدنى لقيم متوسط مربع الخطأ (MSE) هو 44+09 ل 30 خلية عصبية مخفية و0.0029 ل 59 خلية عصبية مخفية في أنظمة العمود والخزان على التوالي. أثبت تحليل الحساسية أن العوامل المؤثرة في اختبارات العمود والخزان هي معدل الجريان (مل/دقيقة) والزمن (يوم) وبأهمية نسبية بلغت 32.769 5 1.207 %3 على التوالي.

The innovative aspect of this study is to synthesize a novel sorbent (Ca2Fe2O5 NPs- sodium alginate beads) that employed in funnel-gate configurations of permeable reactive barrier (PRB) technique for the treatment of real and simulated groundwater polluted with tetracycline antibiotic (TC). The prepared beads support attempts to reuse chicken bones wastes and cement kiln dust (CKD) in order to be compatible with sustainability concepts. Calcium extraction from chicken bones wastes was achieved using 10% HCl and 140 g of such wastes to obtain greater concentration (44218 mg/L) of calcium ions. The sorbent was prepared through manufacturing of Ca2Fe2O5 nanoparticles and; then, immobilization the nanoparticles with sodium alginate. The nanoparticles were prepared by mixing calcium ions with iron ions. The suitable conditions for beads preparation to obtain maximum adsorption capacity are molar ratio (Ca/Fe) of 1, solution pH of 10, and dosage of 5 g Ca2Fe2O5 nanoparticles per 100 mL of sodium alginate. All batch and continuous tests using Ca2Fe2O5 NPs- sodium alginate beads revealed high reactivity towards tetracycline in liquid phases. The best values for batch parameters were 90 min, 100 mg/L, 200 rpm, 7, and 1.3 g/50 mL, respectively to remove 97.116% of TC. The sorption of antibiotic onto sorbent in batch experiments can be best described by Langmuir isotherm with maximum adsorption capacity of 7.9962 mg/g. The precise formulation of the kinetic observations by the pseudo-second-order model indicated that the TC could be eliminated by chemical forces. The characterization tests of Ca2Fe2O5- sodium alginate beads provide evidence that nanoparticles which are formed inside the produced beads can support the sorption of TC. The sorbent has the ability to remove TC from real groundwater with efficiency smaller than that in the aqueous solution due to the presence of various chemicals and constituents in the groundwater. The permeable reactive barrier's ability to control pollutant migration was investigated, and the results show that the barrier longevity can increase dramatically with thicker beds for low values of inlet concentration and water flowrate. The measurements of continuous tests for the elimination of TC were fitted with models of Thomas-BDST, Yan and Belter-Cussler-Hu. These models can plot the breakthrough curves for propagation of contaminant along the column. Thomas-BDST was the best model for simulating the outcomes of continuous experiments. Artificial neural network (ANN) using the Levenberg-Marquardt backpropagation (LMA) training algorithm was constructed to compare the effectiveness of tetracycline removal from aqueous solution using the sorption technique with prepared beads for column and tank outcomes. Minimum values of mean square error (MSE) of 7.09×10-4 for 30 hidden neurons and 0.0029 for 59 hidden neurons in the column and tank systems respectively. Sensitivity analysis proved that the influential parameters in the column and tank tests were flow rate (mL/min) and time (day) with relative importance of 32.769 and 31.207% respectively.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب