عنوان

بررسی و حذف هیومیک اسیدهای سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی به روش جذب سطحی با استفاده از جاذب‌های سازگار با محیط زیست

۴۸۶۷پ

فارسی

بررسی و حذف هیومیک اسیدهای سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی به روش جذب سطحی با استفاده از جاذب‌های سازگار با محیط زیست

[پایان نامه]

نوا پوربخش

صنعتی سهند

۱۴۰۱

۸۹ص.

مصور، جدول، نمودار

CD

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- محیط زیست

۱۴۰۱/۱۱/۰۱

امروزه به دلیل وجود منابع محدود آب آشامیدنی در سطح کره زمین، آب سالم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. از میان آلاینده‌های آبی، هیومیک اسیدها به علت طعم، رنگ و واکنش سریع با مواد ضدعفونی¬کننده‌ و تولید مواد جانبی سمی و سرطان‌زا به‌عنوان یک ماده خطرناک شناخته می‌شوند. همچنین این مواد باعث گرفتگی غشا در بیوراکتورهای غشایی و افزایش رشد بیولوژیکی در سیستم‌های توزیع آب می‌گردند که منجر به هزینه‌های جایگزینی بالایی است. بنابراین حذف موثر هیومیک اسیدها امروزه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. از بین روش‌های حذف این آلاینده از آب، روش جذب سطحی روشی کارآمد به‌شمار می‌رود. انتخاب یک جاذب موثر با کارایی بالا در حذف آلاینده‌های آنیونی و در عین حال سازگار با محیط زیست، از عوامل موثر دراین روش است. در این تحقیق جاذب هیدروکسید لایه‌ای دوگانه به¬عنوان یک جاذب کاتیونی با دو مورفولوژی متفاوت به‌عنوان جاذب قوی با قابلیت بالا در حذف هیومیک اسیدها مورد بررسی قرار گرفت. این جاذب‌ها با دو روش هم‌رسوبی و هیدروترمال سنتز شد سپس ساختار و خصوصیات آن‌ها با استفاده از آنالیزهای XRD، FTIR، SEM، EDX و BET مورد ارزیابی قرار گرفت. ساختار بلوری توسط آنالیز XRD تایید شد. گروه‌های عاملی نشان داده شده در آنالیز FTIR همچنین درصد ماده های موجود در جاذب توسط آنالیز EDX به خوبی صحت و درستی جاذب سنتز شده را تایید کرد . سطح ویژه و اندازه حفره جاذب‌ها بوسیله آنالیز BET مشخص شد. تاثیر شرایط عملیاتی جذب از جمله غلظت اولیه آلاینده، مقدار جاذب، pH محیط و دما مورد بررسی قرار گرفت و همچنین سینتیک و ایزوترم جذب برای هر دو جاذب تعیین شد. نتایج حاصل از آزمایش‌ها، نشان داد که غلظت اولیه مناسب برای هر دو جاذب برابر (mg/L)50، مقدار جاذب مناسب برای جاذب ورقه‌ای و کروی به ترتیب برابر(g/L) 1 و4/0 دمای مناسب برای جاذب ورقه‌ای و کروی به ترتیب 25 و 55 درجه سلسیوس و pH بهینه برای هر دو جاذب برابر 4 به¬دست آمد. بررسی‌های ایزوترم نشان دادند که هر دو جاذب سنتز شده با مدل ایزوترم لانگمویر بهترین برازش را داشته و ضریب همبستگی برای جاذب ورقه‌ای و کروی به ترتیب برابر با 997/0 و 998/0 به¬دست آمد، به¬صورتی که حداکثر ظرفیت جذب برای این دو جاذب به¬ترتیب برابر با(mg/g) 7/277 و 7/285 جاذب به‌دست آمد. همچنین بررسی‌ها نشان دادند که مدل سینتیک درجه دوم برای هر دو جاذب با ضریب همبستگی 99/0 < R2، بهترین برازش را داشته است. در نهایت نتایج حاصل از بررسی بازیابی جاذب‌ها نشان داد که جاذب ورقه‌ای و جاذب کروی پس از 5 چرخه متوالی به ترتیب 60 و 70 درصد کاهش بازده داشتند.

Nowadays, due to the existence of limited sources of drinking water on the surface of the planet, healthy water is of particular importance. Among water pollutants, humic acids are classified as a dangerous substance due to their color and rapid reaction with disinfectants and the production of toxic and carcinogenic byproducts.Therefore, the effective removal of humic acids in water is a problem that requires the use of new technology in water treatment. Among the methods of removing this pollutant from water, the surface absorption method is considered an efficient method Choosing an effective adsorbent with high efficiency in removing anionic pollutants and at the same time being biocompatible is one of the effective factors in the surface absorption method. In this research, the double layer hydroxide adsorbent as a cationic adsorbent with two different morphologies was investigated as a strong adsorbent with high ability to remove humic acid soluble in water. These adsorbents were prepared and synthesized from the elements (Al3+) and (Cu2+) with exchangeable anion (NO3-) by co-precipitation and hydrothermal methods, then their structure and characteristics were evaluated using XRD, FTIR, SEM, EDX and BET analysis.The effect of adsorption operating conditions, including the initial concentration of the pollutant, the amount of adsorbent, the alkalinity of the environment, the effect of temperature, the kinetics and the adsorption isotherm were investigated for both adsorbents.The results of the tests obtained from examining the effect of the parameters showed that the suitable initial concentration for both adsorbents is 50 mg/liter, the amount of suitable adsorbent for sheet adsorbent is 0.05 and for spherical adsorbent 0.02, the suitable temperature for sheet and spherical adsorbent is 25 and 55 degrees Celsius, the optimal pH for both adsorbents is equal to 4. Isotherm studies showed that both adsorbents synthesized with the Langmuir isotherm model with correlation coefficients of 0.997 and 0.998 were the best fit for sheet and spherical adsorbents, respectively, so that the maximum absorption capacity for these two adsorbents was 277.7 respectively. and 285.7 mg/g of absorbent was obtained.Also, the investigations showed that the quadratic kinetic model was the best fit for both absorbers with a correlation coefficient of R2 < 0.99. Finally, the results of the adsorbent recovery study showed that the sheet adsorbent and spherical adsorbent had a 60% and 70% decrease in efficiency after 5 consecutive cycles, respectively.

Investigation and removal of humic acid from aqueous solutions by surface absorption method using environmentally friendly adsorbents

جذب سطحی

مواد آلی طبیعی

هیومیک اسید

هیدروکسید لایه‌ای دوگانه

جذب سطحی، مواد آلی طبیعی، هیومیک اسید، هیدروکسید لایه‌ای دوگانه، سینتیک، ایزوترم

surface adsorption, natural organic materials, humic acid, double layer hydroxide, Isotherm

پوربخش، نوا

حضرتی

، حسین

استاد راهنما

صنعتی سهند

ایران

دانشگاه صنعتی سهند

20230520

شیمی، ۲۱۰۹۲، ۱۴۰۱

p

TF

92029

a

Y