کاربرد ضایعات معدنی دولومیت به‌عنوان جاذب در تصفیه پسابهای حاوی رنگینه‌های نساجی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران- محیط‌زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 دانشیار، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

فاضلابهای صنایع نساجی دارای حجم زیادی هستند و از نظر کیفیت بسیار آلوده و متفاوت‌اند و به‌همین دلیل شرایط تصفیه آنها پیچیده و مشکل است. هدف اصلی این تحقیق، مطالعه عملکرد ضایعات دولومیت ناشی از صنایع سنگ به‌عنوان جاذب برای حذف رنگ از فاضلابهای نساجی بود. این ضایعات اکثراً بدون استفاده بوده و به محیط زیست وارد می‌شوند. برای این منظور و نظر به‌کاربرد وسیع رنگینه‌های اسیدی، دیسپرس و راکتیو در صنایع نساجی، از محلولهای رنگی حاوی رنگینه‌های C.I. Acid Red 88، C.I. Disperse Red 151 و C.I Reactive Red 29 استفاده شد. به‌منظور بهینه‌سازی و بررسی عوامل مختلف بر روی میزان جذب، چهار عامل اصلی غلظت اولیه رنگینه، pH اولیه محلول، سرعت اختلاط و دز جاذب مورد بررسی قرار گرفت. برای کاهش تعداد آزمایش‌های مورد نیاز برای صرفه‌جویی در هزینه و زمان تحقیق، از روش طرح آزمایش‌های تاگوچی استفاده شد. برای افزایش ظرفیت جذب، ابتدا دولومیت در دمای 800 درجه سلسیوس سوزانده و سپس به‌عنوان جاذب استفاده شد. کلیه آزمایش‌های جذب در راکتورهای ناپیوسته انجام گرفتند. در شرایط بهینه، کارایی جذب رنگ برای رنگینه Acid Red 88 با غلظت اولیه 50 میلی‌گرم در لیتر، pH اولیه 6، سرعت اختلاط  rpm200 و دز جاذب 8 گرم در لیتر، برای رنگینه Disperse Red 151 با غلظت اولیه 100 میلی‌گرم در لیتر، pH اولیه 4، سرعت اختلاط  rpm200 و دز جاذب 8 گرم در لیتر و برای رنگینه Reactive Red 29 با غلظت اولیه  50 میلی‌گرم در لیتر، pH اولیه 2، سرعت اختلاط  rpm200 و دز جاذب  6 گرم در لیتر بیش از 99 درصد به‌دست آمد که نشان‌دهنده کارایی بالای این جاذب در حذف رنگ بود. نتایج نشان داد که مدل همدمای جذب فروندلیچ بهترین توصیف‌کننده فرایند جذب توسط دولومیت سوخته در حالت تعادل برای رنگینه‌های استفاده شده است.


کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Removal of Color from Aqueous Solutions Containing Textile Dyes by Dolomite Wastes

نویسندگان [English]

  • Mohammad Jamalinejad 1
  • Amir Taebi 2
  • Seyed Majid Mortazavi 3
1 . Former Grad. Student of Environmental Eng., Dept. of Civil Eng., Isfahan University of Tech., Isfahan
2 Prof., Dept. of Civil Eng., Isfahan University of Tech., Isfahan
3 Assoc. Prof., Dept. of Textile Eng., Isfahan University of Tech., Isfahan
چکیده [English]

The wastewaters of textile industries are large in volume and have different qualities. Therefore, their treatment is complicated. The main purpose of this research is to study the performance of dolomite wastes from stone industries, which are usually discharged into environment without being utilized, as an adsorbent for removal of dyes from textile industries wastewater. For this purpose, and because of wide usage of Acidic, Disperse and Reactive dyes in textile industries, color solutions containing C.I.Acid Red 88, C.I.Disperse Red 151 and C.I.Reactive Red 29 were used. For optimizing of different factors which affect the amount of adsorption, four factors of initial dye concentration, initial pH, stirring speed and adsorbent dosage were observed. In order to decrease the number of experiments, for minimizing the time and expenses, Taguchi method is utilized. Dolomite was incinerated at 800°C to increase adsorption capacity. The experiments were performed in batch reactors. In optimum conditions, the maximum color removal efficiencies for Acid Red 88 (initial concentration of 50 mg/L, initial pH of 6, stirring speed of 200 rpm, adsorbent dosage of 8g/L), for Disperse Red 151 (initial concentration of 100 mg/L, initial pH of 4, stirring speed of 200 rpm, adsorbent dosage of 8g/L) and for Reactive Red 29 (initial concentration of 50 mg/L, initial pH of 2, stirring speed of 200 rpm, adsorbent dosage of 6g/L) were more than %99, that shows a high level of color removal performance by this adsorbent. Freundlich isotherm is the best model describing the adsorption process by charred dolomite in equilibrium condition for color removal.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption
  • Dolomite
  • Textile Dyes
  • optimization
  • Taguchi
  • Freundlich Isotherm
Wang, C.C., Juang, L.C., Hsu, T.C., Lee, C.K., Lee, J.F., and Huang, F.C. (2004) Adsorption of basic dyes onto montmorillonite J. Colloid Int. 273, 80-86
Espantaleon, A.G., Nieto, J.A., Fernandez, M., and Marsal, A. (2003) Use of activated clays in the removal of dyes and surfactants from tannery wastewaters J. Appl. Clay 24, 105-110
Harris, R.G., Wells, J.D., and Johnson, B.B. (2001) Selective adsorption of dyes and other organic molecules to kaolinite and oxide surfaces J. Colloid Surf A: Physicochem. Eng. 180, 131-140
Adnan Özacan, E., Mine Öncű¨, A., and Safa Özacan. (2005) Kinetics, isotherm and thermodynamic studies of adsorption of Acid Blue 193 from aqueous solutions onto natural sepiolite J. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. 227, 90-97
Phan, T.N.T., Bacquet, M., and Morcellet, M. (2000) Synthesis and characterization of silica gels functionalized with monochlorotriazinyl beta-cyclodextrin and their sorption capacities towards organic compounds J. Inclusion Phenom. Macrocyclic Chem. 38, 345-359
Dogan, M., and Alkan, M. (2003a) Removal of methyl violet from aqueous solution by perlite J. Colloid Int. 267, 32-41
Özacar, M., and Sengil, A.I. (2002) Adsorption of acid dyes from aqueous solutions by calcined alunite and granular activated carbon 8, 301-308
Shaobin, W., Huiting, L., Sujuan, X., Shenglin, L., and Longya, X. (2005) Physical and chemical regeneration of zeolitic adsorbents for dye removal in wastewater treatmen J. of Chemosphere 65, 82-87
Staszczuk, P., Stefaniak, E., and Dobrowolski, R. (1997) Characterisation of thermally treated dolomite J. Powder Technol. 92 (257)
Nunn, D.M. (1979) The dyeing of synthetic polymer and acctate fibers Dyers Company Pub., Trust, London.
Walker, G.M., Hansen, L., Hanna, J.A., and Allen, S.J. (2003) Kinetics of a reactive dye adsorption onto dolomitic sorbents J. of Water Research 37, 2081-2089
Takhtkouseh, A. (2008) Removal of lead from aqueous solutions by dolomit wastes M.Sc. Thesis, Dept. of Civil Eng., Isfahan University of Tech., Isfahan
Roy, R. K. (2001) Design of experiments using the taguchi approach John Wiley and Sons, NY
Duffy, A., Walker, G.M., and Allen, S.J. (2006) Investigations on the adsorption of acidic gases using activated dolomite J. Chemical Engineering 117, 239-244