مقایسه کارایی نانو ذرات نقره مغناطیسی و نانو ذرات نقره مغناطیسی اصلاح شده با لایه کربنی در گندزدایی پساب فاضلاب شهری

Persian Abstract

زمینه و هدف: نانو ذرات نقره به دلیل قدرت میکروب‌کشی بالا یک گزینه موثر برای گندزدایی می‌باشند. پیش‌ تر جداسازی نانوذرات نقره از محیط‌های مایع کاربری این ترکیبات را محدود می‌ساخت. لذا در این پژوهش، نانو ذرات نقره بر روی نانوذرات اکسید آهن پوشش داده شدند تا با استفاده از نیروی مغناطیسی قابلیت جداسازی آن¬ها پس از گندزدایی از محلول فراهم شود. روش کار: در این مطالعه بنیادی- کاربردی نانوکامپوزیت¬های نقره مغناطیسی و شکل اصلاح شده آن با لایه کربنی سنتز شد و قدرت گندزدایی آن‌ها بر روی باکتری‌های کلی‌فرم گرماپای به روش تخمیر لوله‌ای مستقیم سنجش شد. کارایی دو گندزدای سنتز شده با استفاده از آزمون ناپارامتری ویلکاکسون مورد مقایسه قرار گرفت. تأثیرغلظت‌های مختلف گندزدا (mg/L 60-0)، جمعیت اولیه باکتری (MPN/100mL 105-101)، زمان تماس (60-0 دقیقه) و همچنین امکان استفاده مجدد از گندزدا (7-1 مرتبه) مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: کارایی نانوذرات Fe3O4@C@Ag با بکارگیری آزمون آماری ویلکاکسون دارای اختلاف معنی‌داری (05/0p<) از ترکیب Fe3O4@Ag بود. با استفاده از غلظت بهینه mg/L40 از Fe3O4@C@Ag پس از 30 دقیقه زمان تماس، استاندارد تخلیه پساب حاصل شد. همچنین استفاده مجدد از Fe3O4@C@Ag نشان داد که می¬توان تا 7 مرتبه بدون کاهش قابل ملاحظه¬ای در راندمان، از این گندزدا استفاده نمود. آنالیز پساب خروجی نشان داد که در pHهای مختلف حتی پس از 24 ساعت، یون نقره کمتر از حد استاندارد است. نتیجه‌گیری:باتوجه به راندمان بالای گندزدایی Fe3O4@C@Ag، امکان استفاده مجدد و عدم تولید آلاینده ثانویه، این گندزدا توانایی بالایی برای کابرد در تصفیه فاضلاب¬های شهری دارد

Title

Comparing Efficiency of Magnetic Silver Nanoparticles and Magnetic Silver Nanoparticles Modified with Carbon Layer on Municipal Wastewater Disinfection

English Abstract

Background & Objectives: Ag nanoparticles is an effective option for water and wastewater disinfection due to their high antimicrobial properties. Application of AgNPs was limited because of difficulties associated with their separation from aqueous environments. In this study, AgNPs were coated on Fe3O4 nano particles to achieve magnetic separation of AgNPs from solution after disinfection process. Methods: In this study composites of magnetic silver nanocomposites and the one modified with carbon layer have been synthesized and their disinfection potentials on FC were tested through direct fermentation tube method. Efficiencies of two disinfectants were compared using nonparametric Wilcoxon test. Effects of disinfectants concentrations (0-60 mg/L), initial MPN of bacteria (101-105 MPN/100mL), and contact times (0-60 min), as well as the reusability of disinfectant (1-7 rounds) were studied. Results: Efficiency of Fe3O4@C@Ag nanoparticles significantly differed from Fe3O4@Ag (p<0.05) based on Wilcoxon test result. The standard discharge conditions were achieved at 40 mg/L of Fe3O4@C@Ag after 30 minutes contact time. Reuse of Fe3O4@C@Ag showed that this disinfectant can be reused 7 rounds without significant decrease in their efficiency. The effluent analysis revealed that at different pH levels silver ion concentrations in effluent were lower than the standard level; even after 24 hours. Conclusion: Nanocomposite of Fe3O4@C@Ag has greate potential to be used in urban wastewater treatment due to high disinfection efficiency, reusability, production of no hazardious byproduct. Keywords: Disinfection; Nanocomposite; Silver; Fecal Coliform; Wastewater.

Document Downloads