الفهرس 
AcknowledgementsOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 141 |  |  |
| | | from | 141 | | |
Abstract
تنتشر المواد العضوية الطبيعية فى مصادر المياه العذبة، وتتكون من بقايا النباتات والحيوانات الميتة وتحللها مكروبيولوجياً. هذه المواد قادرة على التأثير على جودة مياه الشرب وطرق تنقيتها لعدة أسباب منها: إكساب المياه لون ورائحة غير مرغوبين، وتلوث أغشية الترشيح، وحمل المعادن الثقيلة لأماكن أخرى، وزيادة استهلاك المواد الكيميائية اللازمة لعمليات التنقية، كما أنها تتفاعل مع الكلور فى عملية تعقيم المياه لتكوين مركبات جانبية غير مرغوب فيها. نظراً لتعقيد التركيب الكيميائي لهذه المواد فإن إزالتها من مياه الشرب تعتبر تحدياً. أكثر الطرق المستخدمة لإزالة هذه المواد فى الوقت الراهن تتم عن طريق الترويب متبوعاً بالتنديف والترسيب ثم الترشيح، لكن فى حالة زيادة تركيز المواد العضوية الطبيعية تزداد جرعة المادة المروبة المضافة، كما أنها تتسبب فى سرعة انسداد مسامات المرشحات الرملية وتقليل الفترة بين دورات الغسيل العكسى، مما يؤثر على الجدوى الاقتصادية لهذه الطريقة، لذلك استخدمت حديثاً العديد من الطرق الأخرى لإزالة المواد العضوية الطبيعية منها الامتزاز، والتبادل الأيونى، والترويب المتطور، والترويب الكهربى، والترشيح عن طريق الأغشية، وعمليات الأكسدة المتقدمة مثل التحفيز الضوئى وتفاعل فينتون والمعالجة بالأوزون. أغلب طرق الإزالة تعمل على تحويل المواد العضوية الطبيعية لصورة أخرى مما ينتج عنها رواسب تحتاج إلى التخلص منها أو معالجتها باستثناء عمليات الأكسدة المتقدمة القادرة على تفكيك كامل للمواد العضوية الطبيعية. من بين طرق الأكسدة المتقدمة تتميز طريقة التحفيز الضوئى عن غيرها بعدم احتياجها لإضافة مواد سامة مثل بيروكسيد الهيدروجين او الأوزون، لكن فى المقابل طريقة التحفيز الضوئى تستهلك كميات كبيرة من الطاقة لاحتياجها لمصدر صناعى لأشعة فوق البنفسجية. يهدف هذا البحث إلى إزالة حمض الهيوميك الذى يعتبر مكوناً رئيسياً للمواد العضوية الطبيعية عن طريق استخدام مركب أكسيد الزنك النانوى فى عملية التحفيز الضوئى، بالإضافة لتحسين هذه الطريقة عن طريق إضافة مسحوق رواسب عملية تنقية مياه الشرب الناتجة من استخدام الشبة، وقد تم دراسة تأثير ظروف تشغيلية مختلفة مثل مقدار جرعة المادة الحافزة، والتركيز الابتدائى لحمض الهيوميك، وشدة الإضاءة، والأس الهيدروجينى، وزمن التلامس. بالإضافة فإن استخدام مسحوق رواسب عملية تنقية مياه الشرب يهدف إلى تقليل وقت الإضاءة اللازم لعملية التحفيز الضوئى مما يسمح لتقليل استهلاك الطاقة، بالإضافة لعدم التخلص من هذه الرواسب فى مكبات النفايات وأثره الإيجابى على البيئة. بالنسبة لحالة الدراسة الأولى باستخدام أكسيد الزنك فقط كمادة حافزة وجد أن زيادة جرعة أكسيد الزنك من 0.4 إلى 1.2 جم/ل أدى إلى زيادة نسبة الإزالة من 63.3 % إلى 98.6 %، بالإضافة فإن زيادة أياً من جرعة أكسيد الزنك، أو زمن التلامس، أو شدة الإضاءة أدى لزيادة نسبة الإزالة، والعكس بالنسبة لزيادة أياً من تركيز حمض الهيوميك أو الأس الهيدروجينى. بالنسبة لحالة الدراسة الثانية تم جمع المخلفات الناتجة من الترويب بالشبة من محطة تنقية مياه شرب واستخدمت بعد تجفيفها ومعالجتها كمادة مساعدة فى تحسين إزالة حمض الهيوميك عن طريق عملية التحفيز الضوئى بإضافتها لأكسيد الزنك. تم توصيف هذه المادة عن طريق مسح المجهر الإلكترونى (SEM) بالإضافة للتحليل الطيفى لتشتت الأشعة السينية (EDS) وجهاز فورييه لتحويل طيف الأشعة تحت الحمراء (FTIR)، كما تمت دراسة تأثير الظروف التشغيلية المختلفة كتركيز حمض الهيوميك، وجرعة المادة المحفزة، والأس الهيدروجينى، ونسبة المخلفات بالنسبة لأكسيد الزنك، وزمن الإثارة الضوئية، وشدة الإضاءة. أفضل جرعة من المخلفات بالنسبة لأكسيد الزنك كانت 90:10. إضافة كلا المادتين عوضاً عن أكسيد الزنك فقط رفعت من كفاءة الإزالة من 85.5 % إلى 97.8 %، ومن 38 % إلى 48.1 % عند جرعات من المادة المحفزة تساوى 1.2 جم/ل و0.4 جم/ل على الترتيب، كما أنها ساهمت في تقليل استهلاك الطاقة من 210.4 إلى 166.2 وات ساعة للمليجرام الواحد من حمض الهيوميك المزال. تم استخدام نموذج لانجمير وهنشلوود من الدرجة الأولى الزائفة لوصف حركة الإزالة للمواد العضوية عند تركيزات مختلفة من حمض الهيوميك. وأخيراً تم إنشاء نموذج شبكة عصبية صناعية لتوقع كفاءة الإزالة من ظروف التشغيل المختلفة، ومن هيكل الشبكة العصبية الصناعية الأمثل كانت نتيجة معامل التحديد (R2) تساوى 0.993.