خلاصه اختراع

جلبك ها خواص مفيدي از جمله: به عنوان منبع اوليه مواد آلي و انرژي، به عنوان جايگزيني براي سوخت هاي فسيلي، غذاي انسان، علوفه و مكمل غذايي براي دام و طيور، استفاده در كشاورزي، صنعت، درمان بيماري ها، پژوهش هاي زيستي و براي تصفيه آب هستند. و همچنين داراي جنبه هاي مضر مثل جلبك هاي بيماري زا، جلبك هاي انگل زا و جلبك هاي مضر آبزي تكثير مي شوند. بعلت به هم خوردن تعادل طبيعي اكوسيستم روشهاي مزاحم جلبكها در آب پديدار مي شوند. رشد بيش از حد جلبكها مي تواند منجر به بروز مشكلاتي در منابع آب و بهره برداري از يك تصفيه خانه آب سطحي نظير ايجاد طعم، بو، رنگ، ايجاد سميت، گرفتگي صافي، تجمع لجن بيولوژيكي در روي تأسيسات، خوردگي تأسيسات، تشكيل مندي تري هالومتان ها و تداخل با ديگر فرايندهاي تصفيه آب و در نهايت باعث (Algae bloom) شور همچنين رشد بيش از حد جلبكها در منابع آب باعث شكوفايي جلبك پديده اتروفيكاسيون و گنديدگي منابع آب مي شود كار كاتاليزگرها تماس برقرار كردن با مواد شيميايي مورد نظر جهت بهبود وتسريع واكنش دهي آن ها است. بنابراين افزايش مساحت سطح يك كاتاليزگر، با افزايش تماس و كارآيي آن متناسب است. در نتيجه نانوذرات به عنوان كاتاليزگر مورد توجه قرار گرفته اند و باعث نزديك شدن سرعت واكنش در سيستم هاي ناهمگن به سيستم هاي همگن مي شود. نانوكاتاليزگرها داراي پايداري و گزينش پذيري بالا و فعاليت نسبتاً خوب هستند. اين خواص با بهينه كردن اندازه، شكل، ساختارهاي الكتروني، پايداري شيميايي و گرمايي نانومواد ويژه بدست مي آيد. يكي از جذاب ترين خاصيت نانوذراتي كه به صورت مغناطيسي جدا مي شوند، روش جداسازي آن ها است. جداسازي و استفاده مجدد از كاتاليزگر، دو مساله مهم براي فرايندهاي كاتاليزگري است. در سيستم هاي ناهمگن مرحله صاف كردن و يا سانتريفيوژ مورد نياز است، ولي كاتاليزگرهاي تثبيت شده بر روي نانوذرات مغناطيسي، به علت طبيعت پارامغناطيسي، به وسيله يك ميدان مغناطيسي خارجي (مانند آهنربا) قابل بازيافت هستند و نيازي به مرحله صاف كردن نيست. شيمي سبز رويكردي نوين براي طراحي و تهيه كاتاليزورها و فرآيندهاي كاتاليزوري مي باشد. همچنين طراحي كاتاليزورهاي جديد همگن و يا ناهمگن و استفاده از آنها در فرآيندهاي شيميايي، اهداف دو جانبه حفاظت از محيط زيست و ارتقا منافع اقتصادي را به طور همزمان تحقق مي بخشد. پليمرها به علت تعادلي كه بين نيروهاي جاذبه و دافعه بر روي نانوذره‎ها برقرار مي‎كنند، مورد توجه مي‎باشند. همچنين استفاده از آن‎ها به عنوان پوشش بر روي نانوذره‎ها به علت كاربرد گسترده‎ي آن‎ها در زمينه‎هاي مختلف مورد توجه مي‎باشد. مواد حاوي پوشش پليمري به دو دسته طبيعي و سنتزي تقسيم مي‎شوند كه پلي وينيل الكل جز، دسته ي سنتزي ميباشد، پليمرها در نانوكامپوزيت كردن از تجمع جلوگيري مي‎نمايد، توزيع خوبي ايجاد مي‎كند، سميت ندارد و براي كاربردهاي دارويي مورد استفاده مي‎باشد. هدف ديگر از اين روش تهيه‎ي تركيب‎هاي قابل كنترل از نظر شكل و اندازه مي‎باشد.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

تهیه و روش جدید نانوکامپوزیت مغناطیسی با بستر پلی وینیل الکل طبیعی و مس دار کردن آن و استفاده عملی آن در در حذف جلبک ها از برکه های تثبیت تصفیه خانه های فاضلاب.

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

در این اختراع، سامانه کاتالیستی اصلاح شده با نانو ذرات تهیه و برای حذف جلبک ها از برکه های تثبیت تصفیه خانه های فاضلاب استفاده می شود.برکه هـاي تثبیـت بـه لحاظ سادگی عملیات ساخت و بهره برداري، مناسب ترین سیستم برای تصفیه فاضلاب در اکثـر نقاط ایران می باشد. اصلی ترین مشکل این سیستم بالا بودن غلظت توده جلبکی رشد یافته در برکه تکمیلی است که سبب بالا رفتن غلظت پارامترهاي کیفـی کـدورت، TSS و… شـده و در استفاده مجدد از پساب در بخش هاي مختلف نظیرکشاورزی، آبیاری، تخلیه به آب هاي سـطحی و تغذیـه مصنوعی آب هاي زیرزمینی ایجاد مشکل می نماید. همچنین باعث ايجاد مشكلات بسياری از قبيل اتريفيكاسيون، توليد مواد لزج و ژلاتيني، تشكيل تري هالومتان ها، ايجاد طعم، بو، رنگ، سميت و خوردگي مي گردد. تحقيقات بسياري بر روي روش هاي حذف و كنترل آن ها در بركه های تثبيت انجام شده، اما به دلیل وابستگی این قضیه به عواملی از قبيل گونه جلبک، محيط رشد، محصولات نهايي و هزينه، انتخاب راهکار قطعی در حالت کلی امکان پذیر نیست.

ارایه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق و کافی و یکپارچه اختراع

مراحل انجام پروژه
1- مرحله ساخت نانوکاتالیزگر پلی وینیل الکل عاملدار شده با مس
2-مرحله بررسی خاصیت کاتالیزوری
3-مرحله انجام حذف جلبک از برکه های تثبیت با استفاده از کاتالیزور مغناطیسی کامپوزیت دار که شامل مراحل زیر می شود :
1. در مجاورت قراردادن مقدار مشخصی از کاتالیزر با حجم معلومی از جلبک 2. سپری شدن مدت زمان مشخص 3. قرار گرفتن پکیج تحت میدان مغناطیسی خارجی و ته نشین شدن کاتالیزر 4. جداکردن کاتالیزر و شستشو آن 5. جدا کردن آب بدون جلبک 6. برگرداندن دوباره کاتالیزر شسته شده به چرخه تصفیه