Seyed Omid Rastegar

Research Aim: Phosphate fertilizer management is of paramount importance to the economic production of various products and to the provision of food for society. Phosphorus is a vital element for all living things and cannot be replaced by others. However, phosphorus is a limited source and it is estimated that the extracted phosphorus resources (Apatite) will last for another 50 to 100 years. Therefore, creating a sustainable method for recycling and extracting phosphorus from phosphorus-rich residues is very significant. For crops, gardens and ornamental plants, struvite can be used as a slow-release fertilizer with a high consumption rate without harming the plants. The purpose of this research was to optimize struvite precipitation from sewage sludge ash using leaching and sono-leaching methods and determine whether it affected wheat bioavailability of phosphorus. Materials and methods: For this purpose, the required urban sewage sludge was collected from the treatment plant of Sanandaj city. Initially, raw sewage sludge samples were dried in an oven and then ash at 850°C. The RSM and central composite design (CCD) methods of Expert Design 11.0.3.0 software were used to optimize processes. The effect of four main factors, including the percentage of lemon juice (10 to 70% v/v), sewage sludge concentration (solid/liquid) (0.2 to 4% volume/weight), ultrasonic power (50 to 200 watts) and time (0 to 120 minutes) and three main factors, including acid concentration (0.02 to 0.8 mol/liter), liquid to solid ratio (20 to 150 ml/g) and time. (0.5 to 4 hours) was investigated in the optimization of the sonoleaching and leaching process respectively. In addition, an exchange resin (AG 50W-X8) was used to separate heavy metals from leaching and sonoleaching solutions. For struvite precipitation, magnesium chloride and ammonium chloride were used. In order to determine the effectiveness of the selected struvite on phosphorus bioavailability in wheat plants, a factorial experiment was carried out in the form of a completely randomized design in 3 replications in pots.The factors include the application of different proportions of struvite replaced with triple superphosphate (S0:P100, S25:P75, S50:P50, S75:P25 and S100:P0) and 4 levels of phosphorus (0, 50, 100 and 150 kg/ha) and a total of 54 pots. The application rate of struvite was calculated based on the amount of total phosphorus (P2O5). Irrigation and weeding operations were done by hand. Then, after 10 weeks, vegetative growth characteristics and yield components including fresh and dry weight of shoots and roots, plant height, plant physiological indicators and phosphorus concentration in shoots and roots were determined. Also, the soil of the pots was sampled and chemical characteristics such as pH, electrical conductivity, soil phosphorus content were determined by Olsen (1954) and different forms of mineral phosphorus in the soil were also determined by Giang Gu (1989). Findings: Using the sonoleaching method, 90.5% of phosphorus was extracted with sewage sludge ash concentration of 1.17%, lemon juice content of 55%, ultrasonic power of 87 watts, and 54 minutes. In the leaching method, 99.8% of phosphorus was extracted at optimal conditions of 0.5 mol/l H2SO4 and 57 ml/gr L/S ratio at 2 h. Heavy metals were separated from the phosphorus-rich solutions obtained from the leaching and sonoleaching processes using 0.08 g/liter exchange resin (AG 50W-X8). The struvite recovered by the leaching method had 13.1% phosphorus, 5.4% nitrogen and 10.3% magnesium with a molar ratio of P:N:Mg 1.2:1.0:0.9 and the struvite content was 94.6%. In addition, the struvite recovered by the sonoleaching method had 11.55% phosphorus, 5.8% nitrogen and 6.59% magnesium with a molar ratio of P:N:Mg 1.1:1.3:0.86 and the struvite content was 77.4%. A pot test on the bioavailability of phosphorus was conducted using struvite produced by the leaching method due to its high percentage of phosphorus (29.97%) and lower production costs compared to sonoleaching. Based on the obtained results, all the investigated treatments and their interactions were significant at the 1 % level (p< 0.01), but the interaction effect of fresh weight shoots and height was significant at the 5% level (p < 0.05). The comparison of the average data showed that the highest amount of fresh weight shoots (7.79 gr/pot), dry weight shoots (1.130 gr/pot) and height (29.66 cm) was obtained from the application of S75:P25 150 kg/h P. Also, the results showed that the treatment of 150 kg/ha 100% struvite (S100:P0) compared to 100% triple superphosphate fertilizer (S0:P100) can increase the amounts of chlorophyll a, b, ab and carotenoids by 7.78, 3.82, 6.44 and 6.84 percent, respectively. It was found that the average effects of different struvite treatments were significantly greater when struvite was substituted for triple superphosphate fertilizer at all three fertilizer levels, resulting in an increase in wheat plants' phosphorus concentration shoots and roots. This resulted in the highest average phosphorus concentrations in the shoots and roots of the wheat plants, respectively, with 0.174 and 0.140%, respectively, after applying 150 kg/ha of S75:P25 superphosphate fertilizer. In the treatment of 150 kg TSP/ha, 100% struvite fertilization (S100:P0) as opposed to 100% triple superphosphate fertilization (S0:P100) resulted in 10.05 and 10.71 percent increases in phosphorus concentrations in shoots and roots, respectively. Positive and significant correlations between Olsen-P with shoot fresh weight (r=0.87**), shoot dry weight (r=0.87**), shoot phosphorus concentration (r=0.88**) and root phosphorus concentration (r=0.85**) were observed.

باتری‌های لیتیوم یونی (LIBs) به دلیل حرکت جهانی به سمت کاهش کربن و رفع نگرانی‌های مربوط به تغییرات آب و هوا، به منبع اصلی انرژی برای دستگاه‌های مختلف الکتریکی، از جمله وسایل نقلیه الکتریکی و تلفن‌های همراه تبدیل شده‌اند. تخمین زده می‌شود که بیش از 11 میلیون تن از LIBهای مصرف شده تا سال 2030 در سراسر جهان دفع می‌شود، اما فقط کمتر از 5% از LIB‌های مصرف شده بازیافت می‌شوند .بدون استراتژی‌های بازیافت و زیرساخت‌های مناسب، تهدید فوری آلودگی محیط زیست و هدر رفتن منابع واضح است. در سال‌های گذشته، تعداد زیادی از تکنیک‌های استخراج به عنوان جایگزین‌های سازگار با محیط زیست برای روش‌های استخراج مرسوم ظاهر شده‌اند. در این زمینه خاص، دسته جدیدی از حلال‌ها به نام حلال‌های یوتکتیک عمیق (DESs) به عنوان یک ابزار جدید و بسیار امیدوارکننده پدید آمده‌اند. در مقایسه با حلال‌های آلی معمولی، DESها و همچنین حلال‌های یوتکتیک عمیق طبیعی (NADES) توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند، زیرا نه تنها از ترکیبات آلی دوستدار محیط زیست، غیر سمی و زیست تخریب‌پذیر هستند، بلکه دارای یک هزینه کم و به راحتی در آزمایشگاه شخصی تولید می‌شوند. در پژوهش حاضر از یک حلال یوتکتیک عمیق طبیعی متشکل از کولین کلراید و عصاره لیمو (به عنوان دهنده‌ی پیوند هیدروژنی) جهت استخراج فلزات با ارزش از باترهای لیتیومی فرسوده استفاده شده است. از روش سطح پاسخ (RSM) برای بهینهسازی‌فاکتورهای دما، زمان، نسبت جامد به مایع و نسبت کولین کلراید به عصاره لیمو (Ch/CA) استفاده شد. نتایج نشان داد که در شرایط نقطه بهینه اول به‌صورت دمای 5/103درجه سانتی‌گراد، نسبت جامد به مایع (w/v)75%/23 ، Ch/CA برابر (w/v)51%/0 و زمان 3 ساعت و 45 دقیقه راندمان استخراج کبالت و لیتیوم به ترتیب %60/91 و %23/98 و در شرایط نقطه بهینه دوم به صورت دمای130درجه سانتی‌گراد نسبت جامد به مایع (w/v)75%/23، نسبت Ch/CA برابر (w/v)1%/1 و زمان 4 ساعت و50 دقیقه راندمان استخراج کبالت و لیتیوم به ترتیب %6/94 و %04/99 به‌دست آمد. جهت بررسی سینتیک فرآیند مدل هسته کوچک شونده به‌کار برده‌شد. در شرایط نقطه‌ی بهینه‌ی دوم، مرحله‌ی نفوذ در ساختار جامد به دلیل بیشترین مقدار ضریب همبستگی ("R" ^"2" ) با مقدار 97/0 و 99/0 به ترتیب برای کبالت و لیتیوم به عنوان مرحله کنترل کننده سرعت انتخاب و همچنین درجه سرعت واکنش برای هر دو فلز از نوع درجه اول تعیین شد.

صنایع نساجی و چاپ و رنگرزی، که سالانه دبی فاضلاب آن ها حدود 70 درصد از کل دبی جهان را تشکیل می دهد. در سطح جهان، حدود 60 درصد از تولید سالانه رنگ‌ها را رنگ‌های آزو تشکیل می‌دهند. رنگ‌های آزو با گروه‌های عاملی آزو پایدار (N=N) و حلقه‌های معطر به سختی تجزیه می‌شوند و دارای رنگ‌آمیزی و سمیت قوی هستند که تهدیدی جدی برای محیط‌زیست، موجودات آبزی و زندگی انسان است. متیل اورنج (MO) یک رنگ مونوآزو آنیونی است که به طور گسترده در صنایع استفاده می شود. یکی از روش های حذف رنگ متیل اورانژ استفاده از الکترود های اکسید فلزی مخلوط (MMO) در فرآیند الکتروکاتالیستی است. در تحقیق حاضر برای تهیه الکترود های MMO، از بستر تیتانیومی استفاده شد که آندیزاسیون آن و همچنین ایجاد لایه های اکسیدی با سل سه الکترودی انجام شد و در نهایت درحضورافزودنی آبلیمو الکتروانباشت لایه نانوذرات اکسید فلزی مس تشکیل شده است. نمونه های تهیه شده با استفاده از آنالیز هایXRD ، RAMAN،FESEM ،EDX ،MAP وAFM برای شناسایی عنصر های مس و تیتانیوم و همچنین سطح الکترودها بررسی شد و وجود این عناصر در تمام آنالیز ها تایید شد. برای راندمان حذف رنگ از آنالیز اسپکتوفتومتر نیز استفاده شده است. روش سطح پاسخ برای بهینه سازی ‌فاکتورهای غلظت رنگ، جریان و pH در نظر گرفته شد. نتایج شرایط عملیاتی فرآیند حذف الکتروکاتالیستی رنگ متیل اورانژ با الکترود های تهیه شده، غلظت رنگ 67.6 میلی گرم بر لیتر، جریان 8.55 میلی آمپر و با 5.8pH=، به دست آمد که دارای راندمان حذف %96.83 بوده است. نتایج ارزیابی عملکردی الکترودهای نانوکامپوزیت های Ti/TiO2/CuO موفقیت آمیزبودن آنها در حذف رنگ متیل اورانژ را تایید می کند. مطالعه سینتیک انجام شده برای فرآیند حذف رنگ متیل اورانژ مدل واکنش درجه دوم به دلیل داشتن ضریب همبستگی بیشتر را به عنوان درجه سرعت واکنش انتخاب کرده است.

One of the problems related to the agricultural industry is heavy metal pollutants in the soil, which have very harmful effects. And in many cases, as a disturbing factor, they cause plants to not grow properly. In order to check the efficiency of bioleaching and copper extraction, three important variables namely pH, solid-liquid ratio (S / L) and initial amount of sulfur (S) were selected and analyzed as effective parameters. The acidic bacterium Thiobacillus thiooxidans was used to perform the bioleaching process. The main goal of this research is to reduce the amount of copper in the soil using the bioleaching process and the answer was chosen based on this goal. Based on ANOVA analysis, it was determined that the reduced quadratic model is a suitable model for predicting the results with R2 equal to 0.83. Also, the highest percentage of copper metal recovery was predicted in optimal conditions including S / L=0.16% (w / v), S=8.2 g / L and pH=1.4 with R2 equal to 85.3%. In the verification test, the optimal conditions were checked and the optimal point was found within the confidence range of 95%. In addition, the review of TCLP, SPLP and TTLC toxicity tests showed that the sludge sample after bioleaching reached the environmental standards. At the end, various crop indices including G, GI, MGI, Tolerance index and Vigor index were studied and analyzed. And the results indicated that the soil sample containing purified sludge with the help of bioleaching process has the same growth indicators as the sample containing 100% soil and this indicates the effective toxicity of activated sludge with the help of the bioleaching process.

باتری های فرسوده لیتیوم -یونی به علت وجود فلزات سمی مانند لیتیوم -نیکل -کبالت و از لحاظ زیست محیطی خطرناک هستند. جهت انحلال این فلزات ازعصاره گوجه فرنگی که خود محصولی بیولوژیک است که متشکل از اسیدهای از اسیدهای آلی همچون سیتریک اسید ،آسکوربیک، اسید و مالیک اسید می باشد . عصاره گوجه فرنگی به عنوان عامل لیچنیگ مورد استفاده قرار گرفت. از روش سطح پاسخ برای بهینه تحت شرایط نسبت جامد به مایع وعصاره گوجه فرنگی استفاده شد . برای این کار طراحی آزمایش بر مبنای چهار فاکتورنسبت 1- جامد به مایع ( 2- 5/0) گرم بر میلی لیتر 2 – عصاره گوجه فرنگی ( 70%-30%) 3- دما ) 25-70) درجه سانتی گراد 4- زمان( 120-10) دقیقه انجام شد. نمونه آزمایش را برای بازیابی لیتیم به آزمایشگاه طیف سنجی نشر اتمی (ICP) فرستاده شد. نتایج بازیابی لیتیم انجام شد. برای بررسی تحلیل آماری نتایج به دست آمده از نمونه ها آزمایش وبررسی بیشتر با استفاده از جدول تحلیل آماری واریانس (ANOVA)ارائه شد. بر اساس مدل سازی دو مدل واقعی وکد شده انجام شد. ارزیابی گرافیکی مدل انتخاب شده که در مورد 3 نمودار ارزیابی شد. 1- نمودار توزیع نرمال 2- نمودارR2 3-نمودار گرافیکی مقدار خطای آزمایش که نتیجه آن مناسب است . مرحله بعد مدل برهم کنش فاکتورهای آزمایش بررسی شد که علاوه بر آنکه تاثیر هر کدام از فاکتورها بر همدیگر را نشان داده، بیانگر راندمان در برهمکنش است. مرحله آخر پیدا کردن نقطه بهینه بود. بر اساس تمام نتایج ومدل ونمودارها وتحلیل آماری نقطه بهینه تحت شرایط 1- نسبت جامد به مایع ( (gr ml 5/0، 2 -عصاره گوجه فرنگی 70% 3- دما 60 درجه سانتی گراد 4- زمان 91 دقیقه، تعیین شد که میزان بازیابی لیتیم در این شرایط 72% به دست آمد.

Copper is used in variety of industries, such as electronics, electroplating, and metal processing. The wastewater generated from these industries can have very harmful effects on humans and the enviroments. One of the methods of recovering and treating industrial wastewater is microbial fuel cells (MFCs), which are a novel bioelectrochemical technology that uses microorganisms to convert the chemical energy of organic matter into electricity. It is possible to recover metals from wastewater contaminated with heavy metals along with the simultaneous production of energy using a microbial fuel cell. In this study, the recovery of Cu(II) and electricity production using a double chamber MFC with three different cathode electrodes, including carbon cloth (CC), reduced graphene oxide modified electrode (CC/rGO), and reduced graphene oxide and polyaniline modified electrode (CC/rGO/PANI), were investigated. The maximum power density of MFC for CC, CC/rGO, and CC/rGO/PANI electrodes was 710 mW m-3, 748 mW m-3 and 981 mW m-3, respectively. In general, in terms of copper recovery and electricity generation, the CC/rGO/PANI electrode showed better performance due to the synergy of rGO and PANI. In the following, the performance of the microbial fuel cell with the CC/rGO/PANI cathode electrode was investigated at other concentrations and times. At the concentration of 100 mg/L, it was able to recover 97.39% of Cu(II) after 48 hours.

Due to strict environmental laws and increasing public awareness, reclamation of industrial effluents in order to reuse clean water is very important. Untreated or poorly treated industrial effluents enter the aquatic ecosystem mainly through the effluents of wastewater treatment plants of various production units or textile industries. There are several physical and chemical techniques for industrial wastewater treatment. However, most of these systems seem to have low practical reliability or cost-benefit ratio. A major problem with many contaminant removal approaches is that they cannot remove all the different types of contaminants such as different color classes. In this research, electrochemical method has been used to remove chromium metal from wastewater. At first, the wastewater containing chromium metal with the required concentration was prepared and the desired pH was obtained. Then the wastewater was placed inside the test setup and sampling was done. After sampling, analyzes and measurements were carried out using spectrophotometry at a wavelength of 540 nm. Design Expert software version 13 was used to design the experiment and analyze the results. In this research, response surface method (RSM), with central composite design (CCD), was investigated to study the effect of three variable parameters including: Concentration, Area and pH on recovery efficiency. Also, the results were analyzed based on the analysis of variance (ANOVA) table and proportional equations were obtained. The detection coefficient (R2) was equal to 0.9662. The values obtained from the experiments were in good agreement with the predicted values. Also, when the pH was in the most acidic state possible (pH=2.5) and the concentration decreased from (mg/L) 475 to 225, the response rate increased. When the concentration and area were increased from 225-475 (mg/L) and 10-6 (cm2), respectively, when both variables were set to the lowest possible value, the highest response rate was observed. In the optimal mode, the response rate was 73.42%.

پساب آلوده به فلزات، نگرانی‌های زیادی را در زمینه بهداشت و محیط‌زیست به دنبال دارد، اما فرصت‌هایی برای بازیابی فلزات گرانبها فراهم می‌کند که ممکن است فرآیندهای تصفیه را مقرون ‌به‌صرفه‌تر و پایدارتر کند. فناوری پیل سوختی میکروبی یک رویکرد نوین بیوالکتروشیمایی است که جایگزینی مناسب برای حذف و بازیابی فلزات و تولید هم‌زمان انرژی ارائه می‌کند. این پژوهش، به بررسی عملکرد پیل سوختی میکروبی با بررسی فاکتورهای موثر از جمله غلظت اولیه مس (یک گرم، دو گرم و سه گرم)، غلظت سوبسترا (یک گرم و دو گرم)، میزان pH ( pH برابر 3 و 6)، فاصله الکترودها (2 سانتی متر و 5 سانتی متر) و جنس الکترود (پارچه کرنبی خالص و پلیمر پلی اکریلونیتریل کوت شده بر روی پارچه کربنی) و تاثیر آن ها بر میزان بازیابی فلز مس و مقدار تولید برق پرداخت است، به‌علاوه میزان بازیابی فلزات باارزش از محلول لیچینگ پسماندهای دورریز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که بیشترین درصد بازیابی فلز مس برای فاکتورهای غلظت یک گرم مس، غلظت یک گرم سوبسترا، میزان pH برابر 6، فاصله 2 سانتی متر الکترودها و جنس الکترود پلیمر PAN به ترتیب برابر با 1/82%، 1/82%، 3/99%، 0/99% و 7/99% بوده است. بیشترین مقدار بازیابی فلزات از محلول های لیچینگ بورد کامپیوتر و لیچینگ باتری لیتیوم یونی بعد از 48 ساعت برای فلزات با ارزش از جمله آلومنیوم، آهن و مس، روی، لیتیوم،کبالت، منگنز و نیکل به ترتیب برابر 90%، 2/70%، 50%، 50%، 2/22%، %45، 1/%57 و 0/49% بوده است. درحالت مدار باز بیشترین مقدار ولتاژ برابر با 590 میلی ولت بوده و بیشترین مقدار ولتاژ، چگالی جریان و چگالی توان به ترتیب برابر با mV 555، mA/m2 3/347 و mW/m2 193که مربوط به غلظت سه گرم مس سولفات است. نتایج آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی نشان داده که بیوفیلم برروی الکترود پلیمری PAN به خوبی تشکیل شده است و مدت زمان تشکیل آن تنها 120 ساعت بوده است.

با توجه به ذخایر محدود سوخت فسیلی در کنار محادودیت های اقتصادی سیاسی و زیسات محیطی، ((اقتصاد هیدروژن)) می-تواند یک راه حل طولانی مدت برای حل بحران انرژی باشد در هماین راستا در تحقیق حاور هدف خالص سازی هیدروژن خروجی طی فرایند ریفرمینگ کاتالیستی پساب خروجی کارخانه استخراج روغن زیتون با بخار آب در راکتور به واسطه سامانه غشایی پالادیوم-نقره می باشد برای هدف مذکور یک مطالعه و بررسی جامع مدلسازی در این پایان نامه کارشناسی ارشد انجام می شود. بنابراین به منظور پیشگیری از اتلاف هزینه های غیر ضروری آزمایشگاهی برای اولین بار در سطح بین المللی یک مدل دو و سه بعدی و هم دما بر پایه روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای شبیه سازی عملکرد سامانه غشایی پالادیوم-نقره برای خالص سازی هیدروژن طی فرآیند ریفرمینگ کاتالیستی پساب خروجی کارخانه روغن زیتون با بخار آب ارائه گردیده است به واسطه مدلسازی ارزیابی تاثیر پارامترهای مختلاف عملیاتی بر روی عملکرد سامانه غشای پالادیوم-نقره به طور کامل انجام شده است. از نتایج مدلسازی حاضر عملکرد خوب سامانه غشای برای خالص سازی هیدروژن مشاهده شد.

در سالهای اخیر تولید سوختهای نو و تجدیدپذیر به دلیل منابع محدود سوختهای فسیلی و مشکلات زیست محیطی استفاده از آنها، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بیودیزل یکی از سوختهای زیستی تجدیدپذیر با خواص مطلوب میباشد که به لحاظ سطح تولید انرژی همتراز با سوختهای فسیلی بوده و از مواد ارزان قیمت نیز قابل تولید میباشد. با این حال، تولید بیودیزل با مشکلاتی مواجه است که یافتن یک کاتالیست پربازده و کم هزینه از مهمترین آنهاست. در این راستا در این پژوهش به بررسی و بهبود عملکرد نانوکاتالیستهای هتروژنی پتاسیم بنیان بر پایه خاکستر بادی در واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن پسماند پخت و پز بواسطه انتخاب تقویتکننده و شرایط آماده سازی مناسب پرداخته شده است. بدین ترتیب پایه خاکستر بادی با استفاده از تقویتکننده های سریا، منیزیم و زیرکونیا به روش رسوبی سنتز و فاز فعال پتاسیم به روش تلقیح روی آنها بارگذاری شد. نتایج نشان دادند که کاتالیست با پایه کامپوزیتی خاکستر بادی -زیرکونیا سبب توزیع بهتر ذرات پتاسیم و در نتیجه افزایش کارآیی کاتالیست پتاسیم بنیان بر پایه خاکستر بادی خام و بهبود کیفیت بیودیزل تولیدی نسبت به تقویتکنندههای دیگر میشود. بکارگیری 25 درصد وزنی فاز فعال پتاسیم و استفاده از روش سونوشیمی برای بار گذاری آن در نانوکاتالیستهای پایه کامپوزیتی خاکستر بادی تقویت شده با 20 % وزنی زیرکونیا میتواند تا حد امکان خواص ساختاری و سطحی و درنهایت، فعالیت کاتالیستی را بهبود ببخشد. تعیین مشخصات کاتالیستهای سنتز شده توسط آنالیزهای XRD،FESEM ، EDX-Dot mapping ، FTIR و جذب-واجذب گاز نیتروژن انجام و ارزیابی عملکردی آنها برحسب بازده و کیفیت بیودیزل تولیدی در شرایط عملیاتی نسبت مولی متانول به روغن 12:1 ، مقدار کاتالیست 6 درصد وزنی، دمای °C 60 و مدت زمان 5 ساعت صورت گرفت. در ادامه نتایج نشان داد که بکارگیری امواج التراسوند حین فرآیند تلقیح ذرات پتاسیم موجب افزایش چشمگیر قابلیت استفاده مجدد کاتالیست میشود به گونهای که بعد از 6 مرتبه استفاده پی در پی از کاتالیست بازده بیودیزل تولیدی از 4 / 96 % به 89 % میرسد و تنها 7 % افت فعالیت داشت در حالی که در نمونه تلقیحی حدوداً 16 % افت فعالیت را خواهیم داشت. این پایداری بهتر فعالیت را میتوان ناشی از عمدتاً برهمکنش قوی میان سایتهای فعال پتاسیم و پایه کامپوزیتی و نیز وجود سایتهای فعال زیاد در نمونه سنتزی دانست. بعلاوه، اندازه گیری مشخصات بیودیزل تولیدی و مقایسه با استانداردهای این سوخت، تولید بیودیزل با کیفیت بالا را نشان داد.

شمع به عنوان محصولی درگرمایش و روشنایی استفاده می شود اما امروزه نقش شمع در زیبایی و دکوراسیون پررنگ است به همین خاطر شکل ظاهری و عملکرد سوخت شمع بسیار مورد اهمیت است. یکی از مهم ترین اجزای شمع فتیله شمع است و یکی از مشکلات اکثر تولیدکنندگان شمع مرکز بودن فتیله است چراکه برای رسیدن به شمعی با سوختی یکنواخت، داشتن زمان سوخت مناسب، سوختن تدریجی، داشتن حوضچه سوخت مناسب، جلوگیری از اشک دادن شمع و مشکلات ایمنی مرکز بودن فتیله بسیار حائز اهمیت است. افزایش رقابت و وجود محصولات مشابه سبب کاهش توان رقابتی شرکت ها شده و تنها راه بقای آنان در گرو محصولات باارزش بیشتر و کیفیت فوق العاده می باشد و این مستلزم نوآوری و تحول در عرضه تولیدات و خواسته های مشتریان می باشد. در این راستا برای رسیدن به فتیله با ایستایی وپایداری مناسب از یک پوشش پلیمری بهره گرفته شد که پس از تست های مورد نظراز وکس های مورد نظر اعم از بررسی نقطه کانجلینگ، درجه نفوذ و بررسی شعاع گردش، تست در مرحله صنعتی و در قسمت خط تولید انجام شد ودر نهایت تست سوخت شمع مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب انتخاب شده نهایی استفاده از 85 درصد پارافین و 15درصد پلی اتیلن به عنوان پوشش فتیله است. در نهایت آنالیز FTIR,SEM وTGA برای ترکیب انتخاب شده مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاکی از وجود پلی اتیلن در ترکیبی همگن، پایدارویکنواخت به دور از پدیده تجمع از پارافین+پلی اتیلن بود. در بررسی اقتصادی نهایی از این پزوهش افزایش 25 درصدی تولید، کاهش74 درصدی ضایعات در قسمت کنترل نهایی خط تولید وارمر و کاهش67 درصدی ضایعات فتیله در قسمت مونتاژاست.

در این پژوهش روش بیواسید لیچینگ بر پایه استفاده از عصاره لیمو جهت استخراج فلزات مس و روی از صفحات مدارچاپی تلفن همراه بهکار گرفته شد. سه فاکتور چگالی پسماند، غلظت هیدروژن پراکسید و عصاره لیمو با استفاده از روش سطح پاسخ بهینه سازی شدند. نتایج نشان داد که برای ذراتی با اندازه 150 تا 180μm در دمای ثابت °C 20 و زمان h 4 در شرایط بهینه شامل چگالی پسماند ) w/v %) 4 / 1 غلظت هیدروژن ) v/v %) 2 / 12 و غلظت عصاره لیمو ) v/v %) 74 ، راندمان بازیابی فلزات مس و روی به ترتیب 89 % و 73 % است. مطابق نتایج، افزایش غلظت هیدروژن پراکسید و غلظت عصاره لیمو و همچنین کاهش چگالی پسماند تاثیر مثبت روی راندمان استخراج مس و روی دارند. به منظور بررسی تاثیر زمان بر استخراج فلزات، از مدل هسته کوچک شونده استفاده شد. بعد از 5 ساعت به حداکثر استخراج 90 % مس و 76 % روی رسید. مرحله نفوذ در ساختار جامد با بیشترین ضریب همبستگی به عنوان مرحله کنترل کننده سرعت انتخاب شد.

خاکستر زغال سنگ حاوی مقادر زیادی از فلزات باارزش و سنگین است. به همین دلیل بازیافت آن به دلایل اقتصادی و زیست محیطی پر اهمیت است. جهت انحلال فلزات با ارزش، اسید سولفوریک به عنوان عامل لیچینگ مورد استفاده قرار گرفت. برای بازیابی بیشتر فلزات و بالا بردن سینتیک واکنش از هیدروژن پراکسید به عنوان یک عامل اکسید کننده ی قوی و امواج التراسونیک استفاده شد. از روش سطح پاسخ برای بهینه سازی فاکتورهای نسبت جامد به مایع، اسید سولفوریک و درصد هیدروژن پراکسید استفاده شد. در نقطه بهینه ی (w/v)% 06/ نسبت جامد به مایع، (v/v)% 18/32 اسید سولفوریک و (w/v)% 67/15هیدروژن پراکسید، میزان بازیابی برای دو فلز وانادیم و ایتریم به ترتیب % 100 و % 97 بدست آمد. برای بررسی سینتیک فرایند از مدل هسته کوچک شونده استفاده شد که پس از بررسی نفوذ در ساختار جامد به عنوان مرحله ی کنترل کننده سرعت تعیین گردید. سرعت درجه ی واکنش برای هر دو فلز مورد مطالعه از نوع درجه اول تعیین شد. همچنین مطالعات ترمودینامیکی این فرایند نیز مورد بررسی قرار گرفت. میزان آنتالپی برای وانادیم وایتریم به ترتیب kJ.mol-1 66/1+ و kJ.mol-1 98/2+ است که نشان می دهد فرایند گرماگیر است. انرژی گیبس برای هر دو فلز در تمام دماهای مورد بررسی دارای مقدارهایی با علامت منفی بودند که نشان می دهد فرایند خودبه خودی است. همچنین برای تعیین میزان تاثیر التراسونیک بر لیچینگ، میزان بازیابی در شرایط بهینه و بدون التراسونیک انجام شد که بعد از بررسی میزان راندمان برای وانادیم و ایتریم به ترتیب % 76 و % 30 بدست آمد.

مبدل کاتالیستی جهت جلوگیری از انتشار گازهای سمی و کاهش آلودگی هوا در وسایل نقلیه به کار برده می شود که حاوی فلزهای باارزش می باشد. انباشت مبدل های کاتالیستی بعد از عمر مفیدشان منجر به آلودگی محیط زیست می شود که جهت بازیابی فلزهای باارزش موجود در آن ها از روش های مختلفی استفاده می شود. در این پژوهش از دو روش شیمیایی و زیستی به عنوان پیش تیمار جهت بازیابی فلزهای آلومینیوم و سریم موجود در مبدل استفاده شد. در روش شیمیایی از فرایند سونو- فنتون (التراسوند با فنتون) استفاده شد که به منظور بازیابی بیشتر فلزهای سریم و آلومینیوم و افزایش سینتیک فرایند، امواج التراسوند مؤثر می باشد. از روش سطح پاسخ برای بهینه سازی عامل های نسبت جامد به مایع، غلظت هیدروژن پراکسید و مقدار سولفات آهن استفاده شد. نقطه بهینه حاصل شده برابر نسبت جامد به مایع (%w/v) 5/0، غلظت هیدروژن پراکسید (%v/v) 5/14 و مقدار سولفات آهن (%w/v) 7/6 می باشد که در این شرایط میزان بازیابی فلزات سریم و آلومینیوم به ترتیب برابر 01/27% و 72/43% به دست آمد. در روش زیستی از قارچ آسپرژیلوس نایجر استفاده شد و بهینه سازی عوامل مؤثر در فرایند توسط دو روش یک فاکتور در یک زمان و تاگوچی انجام شد. شرایط بهینه فرایند فروشویی قارچی برابر pH اولیه محیط 5، نسبت جامد به مایع (%w/v) 1، مقدار قند (g/L) 100، مقدار مایه تلقیحی5/2%، زمان240 ساعت و دمای C° 32 به دست آمد که میزان استخراج سریم 92/25% و برای آلومینیوم 02/43% حاصل شد. استفاده از تیزاب بعد از هر دو فرایند پیش تیمار به منظور بازیابی پلاتین و پالادیوم انجام شد که نتایج به دست آمده نشان دهنده بازیابی کامل این فلزها بود. برای بررسی سینتیک فرایند و مرحله کنترل کننده سرعت واکنش از مدل هسته کوچک شونده استفاده شد. براساس نتایج مشخص شد که در فرایند فروشویی قارچی برای فلز آلومینیوم نفوذ شیمیایی و برای سریم واکنش شیمیایی بر روی سطح و در فرایند سونو- فنتون برای آلومینیوم و سریم واکنش شیمیایی روی سطح کنترل کننده سرعت کلی واکنش می باشند. مشخصه یابی پسماند قبل و بعد از فرایندهای اعمال شده با روش های FE-SEM و XRD انجام شد. تصاویر FE-SEM نشان دهنده کاهش اندازه ذرات و ایجاد تخلخل بعد از فرایندهای به کار برده شده است. همچنین نتایج XRD تخریب ساختار کاتالیست توسط روش های پیش تیمار را نشان داد.

باتری های فرسوده لیتیوم-یونی به علت وجود فلزات سمی مانند لیتیوم، نیکل و کبالت از لحاظ زیست محیطی خطرناک هستند. جهت انحلال این فلزات، از عصاره ی لیمو که خود محصولی بیولوژیک است و متشکل از اسیدهای آلی مختلفی همچون اسید سیتریک، آسکوربیک اسید و مالیک اسید می باشد به عنوان یک عامل نوین بیولیچینگ مورد استفاده قرار گرفت. برای بازیابی بیشتر فلزات و بالا بردن سینتیک واکنش از امواج فراصوت به عنوان عامل کمکی استفاده شد. از روش سطح پاسخ برای بهینه سازی فاکتورهای نسبت جامد به مایع ، هیدروژن پراکسید و عصاره ی لیمو استفاده شد. نقطه ی بهینه تحت شرایط (w/v)% 98/0 نسبت جامد به مایع، (v/v)% 07/8 هیدروژن پراکسید و (v/v)% 84/57 عصاره ی لیمو تعیین شد که میزان بازیابی هر سه فلز لیتیوم، کبالت و نیکل در این شرایط %100 به دست آمد. برای بررسی سینتیک فرآیند از مدل هسته کوچک شونده استفاده شد و مرحله ی انجام واکنش شیمیایی بر روی سطح به عنوان مرحله ی کنترل کننده سرعت تعیین شد. سرعت درجه واکنش برای هر سه فلز مورد مطالعه از نوع درجه اول تعیین شد. همچنین مطالعات ترمودینامیکی این فرآیند مورد بررسی قرار گرفت و میزان آنتالپی برای لیتیوم و کبالت به ترتیب kJ.mol-1 6/52 و kJ.mol-1 8/61 به دست آمد که نشان می دهد فرآیند گرماگیر است. مقادیر انرژی آزاد گیبس در تمامی دماهای مورد مطالعه دارای مقادیری با علامت منفی بودند که نشان می دهد فرآیند خود به خودی است. برای جداسازی و خالص سازی فلزات انحلال یافته در محلول، از روش ترسیب استفاده شد که با این روش %96 از کبالت انحلال یافته به صورت کبالت کربنات (CoCO3)، %98 از منگنز به صورت منگنز کربنات (MnCO3) و %96 از نیکل به صورت نیکل کربنات (NiCO3) رسوب کردند و در نهایت محلولی با %80 خلوص از فلز لیتیوم نسبت به حالت قبل از عملیات ترسیب به دست آمد.

پسماند کوره های نیروگاهی به دلیل داشتن فلزات سمی برای محیط زیست بسیار خطرناک هستند. از طرفی دیگر نیاز صنایع به این فلزات منجر به توجه بیش از پیش به این پسماندها و بازیابی فلزات از آنها شده است. در این تحقیق روش سونوبیولیچینگ بر پایه استفاده از عصاره لیمو جهت استخراج فلزات وانادیوم و نیکل از پسماند کوره های نیروگاهی به کار گرفته شد. از روش سطح پاسخ به منظور بهینه سازی فاکتورها استفاده گردید. نتایج نشان داد که در شرایط بهینه شامل غلظت هیدروژن پراکسید 10% حجمی - حجمی، توان التراسونیک 158/89 وات، چگالی پسماند 0.01% وزنی - حجمی و غلظت عصاره لیمو 27.94% حجمی - حجمی، راندمان بازیابی فلزات وانادیوم و نیکل به ترتیب 88.68% و 6.01% به دست آمد. به منظور بررسی سینتیک فرایند از مدل هسته کوچک شونده استفاده شد و مرحله نفوذ در شبکه جامد برای هر دو فلز به عنوان مرحله کنترل کننده سرعت تعیین شد. پارامترهای ترمودینامیکی فرایند نیز مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که مقدار H و S برای وانادیوم به ترتیب kJ/mol 17.01 و 480.64 j/mol و برای نیکل 20.67 kj/mol و -300.302 j/mol به دست آمد. همچنین از روش ترسیب برای جداسازی وانادیوم از محلول بعد از فرایند سونوبیولیچینگ استفاده شد و نتایج نشان داد که وانادیوم با خلوص بالایی جداسازی شد.