بررسي جذب فلز سنگين مس در آب هاي شور با استفاده از جاذب زغال زيستي توليد شده از كنجاله كنجد

علوم و مهندسي آب گرايش آبياري و زهكشي

7/26/2021 12:00:00 AM

آلودگي فلزات سنگين ناشي از فعاليت هاي صنعتي و توسعه تكنولوژيكي به علت سميت، غيرقابل تجزيه بيولوژيكي بودن آن¬ها و تجمع زيستي تهديد جدي براي محيط زيست و بهداشت عمومي مي¬باشد. با توجه به هزينه¬هاي نسبتا زياد روش¬هاي مختلف حذف فلزات سنگين، از جاذب¬هاي ارزان قيمت در كاهش فلزات سنگين در محيط آب¬هاي شور استفاده مي¬شود. در اين ميان، استفاده از بقاياي گياهي و ضايعات كشاورزي به دليل ارزان بودن و دسترسي آسان، مورد توجه قرار گرفته است. زغال زيستي مواد كربني با سطح ويژه و تخلخل زياد است كه به علت ظرفيت جذب زياد به عنوان يكي از پرمصرف¬ترين جاذب¬هاي صنعتي براي حذف فلزات سنگين مورد استفاده قرار مي¬گيرد. در اين تحقيق زغال زيستي توليد شده از كنجاله كنجد به عنوان پسماند يكي از صنايع توليدي شهرستان اردكان به كار رفت. آزمايش¬ها با استفاده از تيمار جاذب در چهار نوع (كنجاله كنجد، زغال زيستي در دماهاي 400، 500 و 600 درجه سانتي گراد) و در چهار سطح شوري (5، 10، 20 و 35 دسي زيمنس بر متر) در سه تكرار به صورت آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي در دو محيط ناپيوسته و پيوسته انجام شد و يون¬هاي عامل شوري آب در اين جاذب در حضور فلز مس و بدون حضور آن براي جذب، مورد آزمايش قرار گرفت. آزمايش¬هاي هم¬دماي جذب در غلظت¬هاي متفاوت حاوي فلز سنگين مس (10، 25، 50، 80، 150 ميلي گرم بر ليتر) براي بهترين حالت جذب (جاذب زغال زيستي 600) و براي بررسي سرعت جذب و زمان تعادل، هم چنين آزمايش¬هاي سينتيك جذب فلز مس در غلظت 100 ميلي¬گرم بر ليتر انجام گرديد. براي انجام آزمايش پيوسته از بين تيمارها، تيماري كه بيشترين تاثير را در حذف فلزات سنگين داشت انتخاب شد و تحت ستون¬هاي بلند و كوتاه با حجم ثابت مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج نشان داد كه سطح ويژه زغال زيستي در دماهاي مختلف 400، 500 و 600 درجه سانتي گراد با استفاده از روش BET، به ترتيب 43/198، 17/238 و 21/317 متر مربع بر گرم مي¬باشد كه نشان مي¬دهد با افزايش دماي كربن¬سازي، سطح ويژه زغال زيستي افزايش پيدا كرده است. ظرفيت شوري¬زدايي بدون حضور مس در بهترين جاذب (زغال زيستي 600) در هدايت الكتريكي¬هاي 5، 10، 20 و 35 دسي زيمنس بر متر به ترتيب 7/43، 9/80، 9/188 و 6/411 ميلي¬گرم بر گرم به دست آمد كه اين مقادير جذب موجب كاهش مجموع يون¬هاي عامل شوري آب به ميزان 7/22، 6/24، 8/27 و 1/30 درصد شده است كه با يكديگر تفاوت معني¬داري در سطح 5% دارند. در صورتي كه ظرفيت شوري¬زدايي در حضور مس در بهترين جاذب (زغال زيستي 600) در هدايت الكتريكي¬هاي 5، 10، 20 و 35 دسي زيمنس بر متر به ترتيب 9/39، 8/73، 4/175 و 2/382 ميلي¬گرم بر گرم مي¬باشد كه نشان مي¬دهد به دليل ايجاد رقابت بين يون¬ها ميزان ظرفيت جذب به مقدار حدود 8 درصد كاهش داشته است. همچنين ظرفيت جذب مس نيز در بهترين جاذب (زغال زيستي 600) در هدايت الكتريكي¬هاي 5، 10، 20 و 35 دسي زيمنس بر متر به ترتيب 46/2، 39/2، 30/2 و 21/2 ميلي¬گرم بر گرم شد. با افزايش غلظت مس ظرفيت جذب نيز توسط زغال¬هاي زيستي افزايش يافت. بر اين اساس، در مجموع در سطوح مختلف شوري بيشترين ظرفيت جذب مس را زغال زيستي تهيه شده در دماي 600 درجه سانتي¬گراد و كمترين ظرفيت جذب مس را نيز كنجاله كنجد از خود نشان داد. مدل فروندليچ هم¬دماي جذب مس توسط جاذب زغال زيستي 600 را بهتر توصيف كرد و همچنين سينتيك شبه درجه دوم از توانايي بسيار خوبي براي پيش بيني جذب مس توسط زغال زيستي 600 در آب شور زهكش برخوردار بود. به منظور تكميل مطالعات درباره جاذب مورد مطالعه آزمايشات ستوني با ارتفاع¬هاي مختلف انجام شد. بيشترين جذب مس توسط زغال زيستي 600 در شرايط پيوسته در ارتفاع 20 سانتي متر، برابر با 2/49 ميلي¬گرم بر ليتر به دست آمد. ميزان حذف فلز سنگين مس در شرايط پيوسته در بهترين حالت 4/40 درصد نسبت به شرايط ناپيوسته كاهش داشته است.

180284

دانشگاه اردکان

سلطاني سميه soltani Somayeh