پایان نامه تجزیه‌ ی الکترو شیمیایی فرمالدئید

فهرست:

فصل اول: مقدمه

1-1- فرمالدئید و کاربردهای آن.......................................................................................................... 3

1-1-1- کاربردهای فرمالدئید......................................................................................................... 3

1-2- سرچشمه‌های آزاد سازی فرمالدئید در محیط زیست ...................................................... 4

1-3- فرآیندهای تولید فرمالدئید........................................................................................................ 5

1-4- اثرات بهداشتی فرمالدئید .......................................................................................................... 6

1-5- خواص فیزیکی و شیمیایی، روش‌های آنالیتیک................................................................. 7

1-5-1- خواص فیزیکی و شیمیایی فرمالدئید......................................................................... 7

1-5-2- روش‌های آنالیتیکال ........................................................................................................ 8

1-6- روش‌های تصفیه فرمالدئید......................................................................................................... 9

1-6-1- روش شیمیایی................................................................................................................... 9

1-6-1-1- واکنش با آب آهک............................................................................................... 9

1-6-1-2- واکنش با آمونیاک ................................................................................................ 9

1-6-1-3- واکنش با پتاس ................................................................................................... 10

1-6-1-4- واکنش با آب اکسیژنه H2O2........................................................................... 10

1-6-1-5- واکنش با سدیم سیانید NaCN...................................................................... 10

1-6-1-6- واکنش جذب سطحی بر روی سطح کربن فعال ....................................... 10

1-6-2- روش بیولوژیکی .............................................................................................................. 11

1-6-2-1- اصول و قوانین اکسیداسیون بیولوژیکی ............................................................. 11

1-6-2-2-انواع تصفیه بیولوژیکی .............................................................................................. 11

1-6-2-2-1- تصفیه هوازی .................................................................................................. 12

1-6-2-2-2- تصفیه بی‌هوازی.............................................................................................. 12

عنوان                                                                                                                      صفحه

فصل دوم: مروری بر پژوهش‌های پیشین....................................................................................... 14

فصل سوم: طراحی آزمایشات به‌روش تاگوچی

3-1- مقدمه............................................................................................................................................. 23

3-2- تعاریف مفاهیم اولیه................................................................................................................... 25

3-2-1- پاسخ.................................................................................................................................... 25

3-2-1-1- پاسخ‌هایی از نوع بزرگ‌تر (بیشتر) – بهتر.................................................... 25

3-2-1-2- پاسخ‌هایی از نوع کمتر – بهتر........................................................................ 25

3-2-1-3- پاسخ‌هایی از نوع نزدیک‌تر – بهتر ................................................................ 25

3-2-2- فاکتور.................................................................................................................................. 25

3-2-2-1- فاکتورهای کمی و کیفی................................................................................... 25

3-2-2-2- فاکتورهای کنترلی و اغتشاشگر....................................................................... 26

3-2-3- سطح................................................................................................................................... 26

3-2-4- اثر اصلی............................................................................................................................. 26

3-2-5- اثرات متقابل...................................................................................................................... 26

3-3- انواع روش‌های طراحی آزمایش.............................................................................................. 27

3-3-1- روش تک‌عاملی................................................................................................................ 27

3-3-2- روش چند عاملی............................................................................................................. 28

3-3-3- روش فاکتوریل................................................................................................................. 28

3-3-4- روش رویه پاسخ............................................................................................................... 29

3-3-5- روش تاگوچی................................................................................................................... 30

3-4- فرایند طراحی آزمایش‌ها.......................................................................................................... 31

3-4-1- فاز برنامه‌ریزی و مفاهیم مهم در آن.......................................................................... 31

3-4-1-1- مشخص کردن تعداد اثرات متقابل.................................................................. 32

3-4-1-2- انتخاب آرایه متعامد متناسب........................................................................... 32

3-4-1-3- درجه آزادی فاکتور............................................................................................. 32

3-4-1-4- درجه آزادی اثرات متقابل................................................................................. 32

3-4-1-5- درجه آزادی کل آزمایش................................................................................... 32

3-4-1-6- ویژگی‌های آرایه‌های متعامد............................................................................. 32

عنوان                                                                                                                      صفحه

3-4-1-7- مشخص کردن ستون اثرات متقابل....................................................................... 35

3-4-1-7-1- استفاده ازجداول مثلثی.......................................................................... 35

3-4-1-7-2- استفاده از گراف‌های خطی................................................................... 35

3-4-2- فاز اجرایی.......................................................................................................................... 35

3-4-3- فاز تجزیه و تحلیل........................................................................................................... 35

فصل چهارم:ابزار، مواد و روش‌ها

4-1- ابزار.................................................................................................................................................. 37

4-2- مواد................................................................................................................................................. 37

4-3- روش‌ها........................................................................................................................................... 38

فصل پنجم:نتایج و تجزیه و تحلیل

5-1- فاز تجزیه و تحلیل...................................................................................................................... 44

5-1-1- تجریه و تحلیل مقدماتی................................................................................................ 44

5-1-1-1- محاسبه اثر اصلی فاکتورها................................................................................ 44

5-1-1-2- تخمین جواب درشرایط بهینه......................................................................... 45

5-1-1-3- بررسی شاخص دقت........................................................................................... 46

5-1-2- آنالیز واریانس (ANOVA)............................................................................................. 46

5-1-2-1- تعریف مفاهیم مهم در آنالیز واریانس............................................................ 47

5-1-2-2- روش آنالیز استاندارد.......................................................................................... 49

5-1-2-3- روش آنالیز  ....................................................................................................... 49       

5-1-2-3-1- کاربرد نسبت   ....................................................................................... 49

5-1-3- انواع مختلف تابع زیان.................................................................................................... 50

5-1-3-1- مشخصه نوع هرچه به ‌مقدار اسمی نزدیک‌تر، بهتر................................... 50

5-1-3-2- مشخصه نوع هر چه کوچک‌تر، بهتر............................................................... 50

5-1-3-3- مشخصه نوع هرچه بزرگ‌تر، بهتر................................................................... 50

عنوان                                                                                                                      صفحه

فصل ششم: جمع‌بندی و پیشنهادات

6-1- جمع‌بندی...................................................................................................................................... 58

6-2- پیشنهادات ................................................................................................................................... 59

فهرست منابع و مأخذ.............................................................................................................................. 60

منبع:

1- حسینی، حسن (1375)." تصفیه فاضلاب‌های حاوی فرمالدئید در صنایع شیمیایی"، پایان نامه کارشناسی ارشد، تهران: دانشگاه صنعتی شریف.

2.U.S. Centers for Disease Control Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). "Toxicological Profile for Formaldehyde."(1997). http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp111.html.

3. World Health Organization. "IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans: Volume 88, (2006), Formaldehyde, 2-Butoxyethanoland1-tert-Butoxy-2-propanol." http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol88/volume88.pdf.

4. World Health Organization. "International Program on Chemical Safety, Environmental Health Criteria 89: Formaldehyde."(1999) http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc89.htm.

5. U.S. Environmental Protection Agency. "Formaldehyde: Hazard Summary."(2003). http://www.epa.gov/ttn/atw/hlthef/formalde.html.

6Nhproctor, Jp Hughes. Chemical Hazards of The Workplace, Fifth Edition, (1978), P 273.

7. Goodman, L. Gilman, A. (1975). ,The Pharmacological Basis of Therapeutic, 5th Edition. New York, MacmilanPublicashing Co, P-578.

8.Hendrick, DJ. Rando, RJ. and Lane, DJ. (1982)."Formaldehyde asthma: Challenge exposure levels and fate after 5 years". Journal of Occupational and Environmental Medicine, vol.24, 893–7.

9.Toxity& Hazard Indus Chsus Safety Mamual, (1982)

10.Plunkett,Er. Barbela, T. (1977).American Industrial Hygiene Association Journal,vol.38, 61-62.

11.Health & Safety Executive Monograph Formaldehyde, (1981), P.8

12- صالحی، حسین (1379)."بررسی تصفیه فاضلاب‌های حاوی فرمالدئید غلیظ به روش شیمیایی-بیولوژیکی"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، تهران: دانشگاه صنعتی شریف.

13.Wang,H.Yu,X.Wu,L.Wang,Q.and Sun, D.(2005). "A Comparative Study on Electrochemical Oxidation of Phenolin Two Types of Cells".Russian Journal of Electrochemistry,Vol.41, 719–724.

14.Habibi,B. Delnavaz,N. (2010)."Electrocatalytic oxidation of formic acid and formaldehyde on platinum nanoparticles decorated carbon-ceramic substrate". International Journal Of Hydrogen Energy,vol.35, 8831- 8840.

15. Enyo,M. (1985)."Anodic Formaldehyde oxidation on Pt,Pd,Au and Pd-Au alloy electrodes in NaoH and Na2CO3 solutions". Journal of Applied Electrochemistry,vol.15907-911.

16. Selvaraj,V. NirmalaGraceb, and Alagar,A. M. (2009). " Electrocatalytic oxidation of formic acid and formaldehyde on nanoparticle decorated single walled carbon nanotubes". Journal of Colloid and Interface Science, vol.333, 254–262.

17. Yang,H. Lu,T. H. (1997). "Preparation of highly dispersed gold microparticlesand their electrocatalytic activity for the oxidation of formaldehyde".Journal Of Applied Electrochemistry,vol. 27, 428-433.

18. Zhang,C. He,H. Tanaka,K. (2006). "Catalytic performance and mechanism of a Pt/TiO2 catalyst for the oxidation of formaldehyde at room temperature". Applied Catalysis B: Environmental, vol.65, 37–43.

19. Liu,H. Ye,X. Lian,Z. Wen,Y. and Shanguan,W. (2006). "Experimental study ofphotocatalytic oxidation of formaldehyde and its by-products".Research Chemical Intermed., Vol.26, 329–16.

20- توللی،امیرصرافی،امیرمحبی،علی قهرمانی،پاشا(١٣٨7)."کاهش غلظت فرمالدئید از پساب صنعتی بوسیله اکسیداسیون با پراکسیدهیدروژن درحضورهیدروکسیدسدیم"، یازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران،تهران: دانشگاه تربیت مدرس.

21. Motheo,A. J. Ernesto,R. Olivi,P(2000)."The Oxidation of Formaldehyde on High Overvoltage DSA Type Electrodes". Journal of Brazilian Chemical Society, Vol. 11, ,16-21.

22. Fukunaga,M. Guimaraes, J. Bertazzoli,R. (2008). "Kinetics of the oxidation of formaldehyde in a flow electrochemical reactor with TiO2/RuO2 anode". Chemical Engineering Journal,vol. 136, 236–241.

23.Wang,L. Sakurai,M. and Kameyama, H. (2009)."Study of catalytic decomposition of formaldehyde on Pt/TiO2 alumite catalyst at ambient temperature".Journal of Hazardous Materials,vol. 167,399–405.

24. Yang,J. Li,D. Zhang,Z. Li,Q. Wang,H. (2000)."A study of the photocatalytic oxidation of formaldehyde on Pt/Fe2O3/TiO2."Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry,vol.137,197–202.

25. Fornazari,A. L. Malpass,P. Miwa,W. Motheo,A. (2009). "Application of Electrochemical Degradation of Wastewater Composed of Mixtures of Phenol – Formaldehyde".Key Elements For A Sustainable World: Energy, Water And Climate Change, São Paulo.

26. Yi,Q. Niu,F. Yu,W. (2010)."Pd-modified TiO2 electrode for electrochemical oxidation of hydrazine formaldehydeand and glucose".Thin Solid Films,Vol.519,3155-3161.

27. Nishimura,K. Machidu,K. Enyo,M. (1988)."Journal of Electroanalytical Chemistry".

28. Vossoughi,M. Borgheai,M. Salehi,H. Alemzadeh,I. (2001). "Combined chemical and biological processes for the treatment of industrial wastewater containing formaldehyde".ScientiaIranica, vol.8.

29.Glancer,M. Soljan,V. Landeka,T. (2001). "Aerobic Degradation of Formaldehyde in Wastewater from the Production of Melamine Resins".Food Technology and Biotechnology, vol.39, 197–202.

30. Oliveira,S.V. Moraes,E. Adorno,M.A.T. Varesche,M. Foresti,E. Zaiat,M. (2004). "Formaldehyde degradation in an anaerobic packed-bed bioreactor"Water Research,vol. 38, 1685–1694.

31. Raja Priya, S. Sandhya, K. Swaminathan," (2009).Kinetic analysis oftreatment of formaldehyde containing wastewater in UAFB reactor". Chemical Engineering Journal,vol. 148, 212–216.

32. Moussavi,G. Yazdanbakhshb,A. Heidarizad,M. (2009)."The removal offormaldehyde from concentrated synthetic wastewater using O3/MgO/H2O2 process integrated with the biological treatment". Journal of HazardousMaterials ,vol. 171, 907–913.

33. Cheng,S. Lin,Y. Chen,S(1996). "Enhanced biodegradation of organic nitrogenous compounds in resin manufacturing wastewater by anoxic denitrification and oxic nitrification process". Water Science and Technology vol.34, 35-41.

34. Garrido,J.M. Mendez,R. Lema, J.M. (2000)."Treatment of wastewaters from a formaldehyde-urea adhesives factory".Water Science and Technology,vol.42, 293-300.

35. Q. Wen, C. Li, Z.Cai, W. Zhang. Study on activated carbon derived from sewage sludge for adsorption of gaseous formaldehyde. Bioresource Technology,vol.102, (2011) ,942–947.

36- مرادخانی، داود تقوی، فرشید (1386)."آشنایی با روش طراحی آزمایش تاگوچی". چاپ اول، انتشارات دانشگاه زنجان.

37.Taguchi, Genichi. (1985),"System of Experimental Design",New York:UNIPUB, Kraus Internatinal Publications.

38. Fisher,R.A. (1951). "Design of Experiments". Edinburgh: Oliver & Boyd.

39- زینالی، الهام (1386). "طراحی آزمایش به روش تاگوچی با استفاده از نرم‌افزار Qualitek - 4". چاپ اول ،انتشارات شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی.

40-مفیدی جمشید، (1381)."اصول الکتروشیمیایی". چاپ هفتم، جلد اول، انتشارات دانشگاه تهران.