طراحی طول گردنه جهت جداسازی یون مس (II) از آب به روش جزء به جزء با کف

نوع مقاله: یاداشت‌ فنی

نویسنده

عضو هیئت علمی صنایع شیمیایی پژوهشکده تحقیقات توسعه فناوری فارس، پارک علم و فناوری فارس

چکیده

امروزه علی‌رغم وجود منابع متعدد آب در مناطق مختلف، آب شیرین برای نیازهای انسان کافی نمی‌باشد. آلاینده‌های آب را می‌توان به آلاینده‌‌های معلق و آلاینده‌‌های محلول در آب دسته‌بندی کرد. آلاینده‌‌های محلول شامل اسید و یون‌های فلزی سنگین می‌باشد. روش جزء به جزء با کف، روش جدیدی است که اساس آن تفاوت در فعالیت سطحی است. جامدهای محلول در سطح حبابهای مایع جذب می‌شوند. هدف جداسازی یون‌های فلزی از آب متفاوت است. این روش در ابتدا خالص سازی آب و نهایتاً جداسازی بعضی از یون‌های با ارزش فلزی از آب را مدّ نظر قرار می‌دهد. آب آشامیدنی شهری با یک ماده کف ساز مخلوط می‌شود و به طور پیوسته به ستون وارد می‌شود، سپس کفهای ایجاد شده در سطح بالای مایع شروع به حرکت در قسمتی به نام گردنه می‌کنند و در نهایت کف حامل یون‌های سنگین فلزی از یک طرف و آب تصفیه شده از طرف دیگر خارج می‌گردد. طراحی و بهینه کردن ارتفاع گردنه برای بهترین راندمان یون‌های مس هدف این تحقیق است. با استفاده از آزمایش‌های انجام گرفته، با افزایش طول گردنه تا ارتفاعی مشخص، نسبت غنی‌سازی افزایش می‌یابد. همچنین در هر ارتفاع مشخص گردنه، با افزایش غلظت یون فلز درصد بازیابی بهبود پیدا می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Neck Height Design for Separation of Copper (II) from Wastewater Using Foam Fractionation

نویسنده [English]

  • Minoo Almasi
Faculty Member, Industrial Chemistry, Group Fars Science & Technology Park
چکیده [English]

In spite of different water resources available at many locations, adequate supplies of fresh water are rare for human demands due to various sources of pollution. Water pollutants can be classified as 1) suspended pollutants and, 2) dissolved pollutants. Dissolved pollutants consist of acids and heavy metallic ions. Foam fractionation method which is based on differences in surface activity is a new method whereby dissolved solids are adsorbed on the surface of liquid bubbles. Various purposes are served by the separation of metallic ions from water which include removal of metallic ions from water and extraction of precious metals from wastewater. In this method, water is mixed with a surfactant and fed continuously to a column. The supernatant foam thus formed starts to move along the column neck. Finally the foam breaks up into two fractions of heavy metal ions and pure water each leaving the column through separate outlets. In this study, neck height design and optimization is investigated to achieve the best copper ion removal efficiency. Based on our experiments, it was found that increasing neck height up to a certain height increased the enrichment ratio. Also increasing metal ion concentration for a given neck height improved recovery.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Foam Fractionation
  • heavy metals
  • Copper Ion
  • Neck Height Design
1- Thompson, L. (2004). “Enrichment of biologically active compounds from selected plants using adsorptive bubble separation.” Ph.D. thesis, University of Munich, Germany.

2- Vander Toorn, J.D. (1987). “A biological approach to water purification: I. Theoretical aspects.” Aquatic Mammals, 13(3), 83-92.

3- Grieves, R.B. (1975). “Foam separation : A review.” The Chemical Engineering Journal, 9(2), 93-106.

4- Lemlich, R. (1972). Adsorptive bubble separation techniques, Academic Press, 3, 4, 43, 44.

5- Okamoto, Y., and Chou, E. (1978). Investigation of the removal of trace toxic heavy metal ions from waste- water by foam fractionation, Report number : PB-292706.DOE, Contract number: D1-14-30-3299.

6- Sone, A., and Grik, V. (2004). “Batch foam fraction of surfactants from aqueous solutions.” Acta Chim. Slov, 51, 687-698.

7- Kraynik, A. M. (1983). Foam drainage, SANDIA report, SAND 83-0844.

8- Chen, S., Timmons, M.B., Bisogni, J.J., and Aneshansleg, D.J. (1994). “Modeling surtactant removed in foam fractionation: I. Theoretical development.” Aquacultural Engineering Reef Aquarum Information Depot Aqua C. Eng. 13, 183-200.

9- Kinoshita, T., Kita, S.A. Ozawa, S., Nii, S., Kawaizumi, F., and Takahashi, K. (2004). “Continuous recovery of gold (III) via foam separation with nonionic surfactant.” Journal of Minerals and Materials Characterization & Engineering, 3 (1), 53-63.

10- Kinoshita, T., Kita, S.A. Ozawa, S., Nii, S., Kawaizumi, F., and Takahashi, K. (2003). “A study on gold (III) recovery via foam separation with nonionic surfactant in bath mode.” Journal of Mineral & Materials Characterization & Engineering, 2 (2), 71-82.

11- Maruyama, H., Suzuki, A., and Seki, (2000). “Adsorption of water soluble proteins onto bubbles in continuous foam separation.” J. coll. Int. Sci., 224, 76-83.

12- Konduru, R. (1992). “Adsorption studies of aqueous zinc ions by foam fractionation in simple mode.” J. Chem. Eng. Japan, 25 (5), 555-560.