بررسی سینتیک حذف مس از محیط آبی با استفاده از خاک اره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد

چکیده

در حال حاضر در اکثر شهرهای جنوبی ایران استفاده از آب تصفیه‌کن‌های خانگی رایج شده است. یکی از عوامل مهم و مؤثر در فرایند جذب، تغییر جرم جاذب است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر تغییر مقدار جرم جاذب خاک اره بر زمان تعادل، راندمان جذب و واسنجی مدل‌های سینتیک در حذف مس از محلول آبی بود. برای این کار، خاک اره از کارگاه محلی تهیه شد و اندازه ذرات آن 500 میکرون انتخاب گردید و از محلولهای با غلظتهای 1 تا 150 میلی‌گرم در لیتر استفاده شد. سپس چهار مقدار جاذب خاک اره شامل، 1 گرم در لیتر(SD1)، 10 گرم در لیتر (SD10)، 20 گرم در لیتر (SD20) و 50 میلی‌گرم در لیتر(SD50) انتخاب و آزمایش‌های مختلف بر روی آنها انجام گردید. نتایج نشان داد که برای هر چهار جاذب، pH بهینه برابر 6 است. با افزایش جرم جاذب، زمان تعادل جذب کاهش یافت، به‌طوری‌که حداکثر زمان تعادل جاذب SD1، SD10، SD20، و SD50 به‌ترتیب 110، 105، 100 و 80 دقیقه به‌دست آمد. بررسی رابطه ریاضی راندمان جذب با جرم جاذب و غلظت اولیه محلول نشان داد که اگر چه با افزایش جرم جاذب، راندمان جذب افزایش می‌یابد، ولی درصورتی که غلظت اولیه از یک مقدار معین (مقدار ظرفیت جرمی جاذب) به‌سمت صفر میل کند، راندمان کلیه جاذبها افزایش و به‌سمت 100درصد میل می‌کنند. این موضوع در غلظتهایی که به‌سمت بی‌نهایت میل می‌کنند نیز صادق است. همچنین نتایج واسنجی نشان داد که مدل اورامی با ضریب رگرسیون 0/988 و فاکتور خطای 0/037، داده‌های جذب را بهتر از مدل‌های لاگرگرن و هو و همکاران توصیف می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of Kinetics of Copper in Aqueous Solution by Sawdust Adsorbent

نویسنده [English]

  • Shayan Shamohammadi
Assoc. Prof. of Water Eng., College of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord
چکیده [English]

The purpose of this research was to study the effect of the dosage of sawdust absorbent, on the equilibrium time, the efficiency of absorption in aqueous solution of Copper. Sawdust was prepared and those with particle size of 500 microns was selected. For this  study, four absorbent sawdust concentration of 1 (SD1), 10 g/L (SD10), 20 g/L (SD20) and 50 g/L (SD50) were used. The most absorption rate was occurred at pH6. increasing sorbent the time of absorption at equilibrium condition increases. The maximum balance time of absorbents (SD1, SD10, SD20, and SD50), were, 110, 105, 100 and 80 minutes respectively. Mathematical relationship between mass absorption efficiency absorbent solution and initial concentration showed that although increasing sorbent mass absorption efficiency increases, but if the initial concentration of a certain amount (the amount of crime absorbing capacity) toward to approach zero, the efficiency of all absorbent and rise toward 100% limited to. This concentration toward infinity that applies to e-mail. The calibration results showed that Avram model regression coefficient 0.988 and the error factor 0.037 data better absorption Lagergren models and Ho et al. described.

کلیدواژه‌ها [English]

  • copper
  • Sawdust
  • Contact Time
  • Kinetic Models
  • Absorption Efficiency
1- Khajeh, M., Shamohammadi Heidari, Z., and Sanchooli, E. (2011). “Synthesis, characterization and removal of lead from water samples using lead-ion imprinted polymer.” J. Chemical Engineering, 166, 1158-1163.
2- Jiang, Y., Pang, H., and Liao, B. (2009). “Removal of copper(II) ions from aqueous solution by modified bagasse.” J. of Hazardous Materials, 164, 1-9.
3- Larous, S., Meniai, A. H., and Bencheikh Lehocine, M. (2005). “Experimental study of the removal of copper from aqueous solutions by adsorption using sawdust.” Desalination, 185, 483-490.
4- Jamali Armandi, H., and Shamohammdi Heidari, Z. (2010). “Effect of concentration on efficiency and adsorption equilibrium time of lead from aqueous solution by rice husk adsorbent.” J. Env. Sci. Tech., 12 (1), 164-173.
5- Basso, M. C., Cerrella, E. G., and Cukierman, A. L. (2002). “Lignocellulosic materials as potential biosorbent of trace toxic metal from wastewater.” Ind. Eng. Chem. Res., 41, 3580-3585.
6- Karabulut, S., Karabakan, A., Denizli, A., and Yu¨ru¨m, Y. (2000). “Batch removal of Copper(II) and Zinc(II) from aqueous solutions with low rank.” Turkish Coals. Sep Purif Technol., 18, 177-184.
7- Annadurai, A., Juang, R. S., and Lee, D.J. (2002). “Adsorption of heavy metals from water using banana and orange peels.” Water Sci. Technol., 47(1), 185-190.
8- Abollino, O., Aceto, M., Malandrino, M., Sarzanini, C., and Mentasti, E. (2003). “Adsorption of heavy metals on Na-montmorillonite: Effect of pH and organic substances.” Water Res., 37, 1619-1627.
9- Gupta, V. K., Jain, C.K., Ali, I., Sharma, M., and Saini, S.K. (2003). “Removal of cadmium and nickel from wastewater using bagasse fly ash a sugar industry waste.” Water Res., 37, 4038-4044.
10- Shamohammdi Heidari, Z., Moazed, H., and Jafarzadeh, N. (2008). “Removal of cadmium from aqueous solution using rice husk.” J. of Water and Wastewater, 67, 27-33. (In Persian)
11- Yu, L. J., Shukla, S. S., Dorris, K. L., Shukla, A., and Margrave J. L. (2003). “Adsorption of chromium from aqueous solutions by maple sawdust.” J. of Hazard. Mater., 100 (1-3), 53-63.
12- Selvakumari, G., Murugesan, M., Pattabi, S., and Sathishkumar, M. (2002). “Treatment of electroplating industry effluent using maize cob carbon.” Bull. Environ., Contam. Toxicol., 69, 195-202.
13- Meunier, N., Laroulandie, J., Blais, J.F., and Tyagi, R.D. (2003). “Cocoa shells for heavy metal removal from acidic solutions.” Biores. Technol., 90(3), 255-263.
14- Rao, M., Parawate, A.V., and Bhole, A.G. (2002). “Removal of Cr6+ and Ni2+ from aqueous solution using bagasse and fly ash.” Waste Manage., 22, 821-830.
15- Lopes, E.C.N., Dos Anjos, F.S.C., Vieira, E.F.S., and Cestari, A.R. (2003). “An alternative Avrami equation to evaluate kinetic parameters of the interaction of Hg(II) with thin chitosan membranes.” J. Colloid Interface Sci., 263, 542-547.
16- Royer, B., Cardoso, N. F., Lima, E.C., Vaghetti, J.C.P., Simon, N. M., Calvete, T., and Veses, R.C. (2009). “Applications of Brazilian pine-fruit shell in natural and carbonized forms as adsorbents to removal of methylene blue from aqueous solutions Kinetic and equilibrium study.” J. Hazard. Mater., 164, 1213-1222.
17- Shamohammdi Heidari, Z. (2010). “Lead removal from aqueous solution using low- cost adsorption.” J. of Water and Wastewater, 75, 45-50. (In Persian)
18- Habib, A., Islam, N., Islam, A., and Shafiqul Alam, A. M. (2007). “Removal of Copper from aqueous solution using orange peel, sawdust and Bagasse. Pak.” J. Anal. Environ. Chem., 8 (1-2), 21-25.
19- Pehlivan, E., Yanik, B.H., Ahmetli, G., and Pehlivan, M. (2008). “Equilibrium isotherm studies for the uptake of cadmium and lead ions onto sugar beet pulp.” Bioresour. Technol., 99, 3520-3527.
20- Mall, I. D., Chandra Srivastava, V., Agarwal, N.K., and Mishra, I.M. (2005). “Removal of congo red from aqueous solution by bagasse fly ash and activated carbon: Kinetic study and quilibrium isotherm analyses.” Chemosphere, 61, 492-501.
21- Saima, Q., Najma Memon, S.W., Shah, M.Y., and Khuhawar, M.I. (2007b). “Sawdust green and economical sorbent for the removal of cadmium (II) ions.” J. of Hazardous Materials, 139, 116-121.
22- Teker, M., and Imamoglu, M. (1999). “Adsorption of copper and cadmium ions by activated carbon from rice hulls.” Turk. J. of Chem., 23, 185-191.
23- Kamal Amin, N. (2008). “Removal of reactive dye from aqueous solutions by adsorption onto activated carbons prepared from sugarcane bagasse pith.” Desalination, 223, 152-161.
24- Shamohammdi Heidari, Z., and Jamali Armandi, H. (2010). “Study of the convergence of equilibrium tim and lead (II) adsorption efficiency by rice husk and activated carbon at low concentrations.” J. of Environmental Studies, 36 (2), 19-26
25- Kuleyin, A. (2007). “Removal of phenol and 4- chlorophenol by surfactant- modified natural zeolite.” J. of Hazardous Material, 144, 307- 315.