حذف کدورت از آب با استفاده از گرافن اکساید به عنوان ماده منعقدکننده و مدل سازی با شبکه عصبی مصنوعی
عنوان مقاله: حذف کدورت از آب با استفاده از گرافن اکساید به عنوان ماده منعقدکننده و مدل سازی با شبکه عصبی مصنوعی
شناسه ملی مقاله: JR_ESTJ-23-8_004
منتشر شده در در سال 1400
شناسه ملی مقاله: JR_ESTJ-23-8_004
منتشر شده در در سال 1400
مشخصات نویسندگان مقاله:
نازیلا رضانیا - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
مریم حسنی زنوزی - استادیار، گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران. (مسوول مکاتبات)
مطهره سعادتپور - استادیار، گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
خلاصه مقاله:
نازیلا رضانیا - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
مریم حسنی زنوزی - استادیار، گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران. (مسوول مکاتبات)
مطهره سعادتپور - استادیار، گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.
زمینه و هدف: در سالهای اخیر، کاربردهای نانومواد با پایه کربنی در عرصههای مختلف نظیر صنعت آب و فاضلاب توسعه یافته است. یکی از این ترکیبات، گرافناکساید (GO) است که به دلیل دارا بودن ساختار ورقهای با سطح ویژه بالا و گروههای سطحی متنوع، توجه زیادی را به خود جلب نموده است. در این راستا، هدف اصلی از انجام پژوهش حاضر، بررسی ویژگیهای انعقادی گرافناکساید در حذف کدورت از آب و مدلسازی فرایند با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) میباشد. روش بررسی: نمونه های کدورت با استفاده از خاک باغچه و آب شهری تهیه و نمونه GO به صورت سوسپانسیون غلیظ خریداری گردید. آزمایشهای جارتست برای بررسی تاثیر pH، غلظت GO، کدورت اولیه، زمان تهنشینی و سایر پارامترها بر بازدهی حذف کدورت، انجام شد. به منظور شبیهسازی فرایند، از شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون استفاده شد. یافته ها: تحت شرایط pH اسیدی و نیز با افزایش غلظت GO از ۵/۲ تا۴۰ میلیگرم بر لیتر، بازدهی حذف کدورت افزایش یافت. اما تغییرات کدورت اولیه اثر مشخص و مستقلی بر بازدهی فرایند نداشت. بخش عمده حذف کدورت در ۱۰ دقیقه ابتدای تهنشینی رخ داد و سرعت تهنشینی لختهها با افزایش غلظت GO و کاهش pH به شدت افزایش یافت. در مدل سازی با ANN، مقادیر ضریب تعیین (R۲) و ضریب همبستگی (R) میان مقادیر واقعی و مقادیر پیشبینی شده حذف کدورت برای دادههای آزمون به ترتیب برابر با ۹۴۹۲/۰ و ۹۷۴۰/۰ بهدست آمد که نشاندهنده کارایی خوب مدل بود. بحث و نتیجه گیری: نانوماده گرافناکساید کارایی بالایی در حذف کدورت از آب نشان داد. پارامترهای pH و غلظت منعقدکننده، به عنوان مهمترین پارامترهای کنترلکننده فرآیند تشخیص داده شد. مدل دادهکاوی شبکه عصبی از عملکرد خوبی برای پیشبینی بازدهی حذف کدورت با استفاده از گرافناکساید برخوردار بود.
کلمات کلیدی: مواد کلوئیدی, حذف کدورت, انعقاد و لخته سازی, گرافن اکساید, شبکه عصبی مصنوعی
صفحه اختصاصی مقاله و دریافت فایل کامل: https://civilica.com/doc/1412635/