جذب نیکل توسط لجن دفعی تصفیه خانه شهر صنعتی کاوه

STUDENT

DEGREE

YEAR

Shortage of freshwater is a global problem and polluting resource was intensified this problem. Discharge of industrial wastewater is an important source of pollution. Heavy metals in industrial wastewater are one of the most dangerous environmental pollutants. Various chemical and physical methods such as coagulation, sedimentation, and reverse osmosis have been used to remove heavy metals from industrial wastewater. Adsorption process is relatively an inexpensive technique that has taken more attention in recent years. Different adsorbent are used for removal of heavy metal from industrial wastewater. Disposed sludge of wastewater treatment plant is an available and a low cost adsorbent. In this study, the biomass of disposed sludge of wastewater treatment unit of Kaveh industrial city was used as an adsorbent for sorption of nickel. Some of morphological and chemical properties of adsorbent were determined by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray (EDX), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and inductively coupled plasma (ICP). Adsorption experiments were carried out using batch and column techniques, and the parameters affecting the sorption including equilibrium time, pH, initial nickel concentration and adsorbent amount were investigated. Adsorption kinetics studies showed that the adsorption of nickel by disposed sludge biomass was relatively fast. The kinetics data for nickel sorption by disposed sludge biomass were precisely described by pseudo-second order model. The optimum pH was at 5. The suitability of the Langmuir, Freundlich and Redlich-Peterson adsorption models to the data was indicated nickel adsorbed on disposed sludge biomass was fitted well to Redlich-Peterson model. Maximum capacity of nickel adsorption was 14.75 mg/g. Maximum nickel desorption was 65% which occurred using nitric acid. The increase of adsorbent amount increased the nickel sorption percentage. The performance of disposed sludge biomass for removal of nickel from an industrial wastewater was 35%. Key words : Nickel, Adsorption, Disposed sludge biomass, Adsorption kinetic, Adsorption isotherm

کمبود آب شیرین یکی از معضل‌های جهانی است و آلوده شدن این منابع نیز مشکل را دوچندان می‌کند. یکی از مهم‌ترین منابع آلودگی، تخلیه‌ی فاضلاب‌های صنعتی است. فلزات سنگین موجود در پساب‌های صنعتی یکی از مهمترین و خطرناکترین آلاینده‌های زیست محیطی، به شمار می‌روند. تاکنون روش‌های مختلف فیزیکی و شیمیایی از جمله انعقاد، ترسیب، اسمز معکوس برای حذف فلزات سنگین از پساب‌های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. فرآیند جذب سطحی روش نسبتا ارزانی است که در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. برای تصفیه و حذف فلزات سنگین از جاذب‌های متفاوتی استفاده می‌شود. یکی از مواد جاذب کم‌هزینه و در‌دسترس، لجن دفعی تصفیه‌خانه‌ها است. در این مطالعه، از زیتوده لجن دفعی تصفیه‌خانه شهر‌صنعتی‌کاوه به عنوان جاذب برای جذب سطحی نیکل استفاده شد. برخی از خصوصیات و ترکیب شیمیایی جاذب به کمک آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز انرژی پراش اشعه X (EDX)، پلاسمای جفت شده القایی (ICP) و طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (FT-IR) تعیین شد. آزمایش‌های جذب به دو روش ناپیوسته و ستونی انجام شد و پارامترهای موثر بر جذب از جمله زمان تعادل، pH، غلظت اولیه نیکل و میزان جاذب مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات سینتیک جذب نیکل به‌‌وسیله‌ی زیتوده لجن دفعی نشان داد که جذب نسبتا سریع است و سرعت جذب نیکل به‌‌وسیله‌ی زیتوده لجن دفعی از مدل شبه مرتبه دوم تبعیت کرد. بررسی اثر pH اولیه نشان داد pH بهینه برای جذب نیکل به‌‌وسیله‌ی جاذب در 5=pH است. برازش داده‌ها با مدل‌های هم‌دمای جذب لانگمویر، فروندلیچ و ردلیچ-پترسون نشان داد که جذب نیکل به‌‌وسیله‌ی زیتوده لجن دفعی با مدل ردلیچ-پترسون برازش بهتری داشت. حداکثر میزان جذب نیکل به‌‌وسیله‌ی زیتوده لجن دفعی 75/14 میلی‌گرم بر گرم بود. با افزایش میزان جاذب میزان جذب افزایش یافت. واجذب نیکل با اسید نیتریک 65% بود. کارایی زیتوده لجن دفعی در جذب نیکل از یک نمونه پساب صنعتی 35% بود. کلمات کلیدی : نیکل، جذب سطحی، لجن دفعی، هم‌دمای جذب، سینتیک جذب