Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Shirvani,Mohammad Reza Mosaddeghi
مهران شیروانی جوزدانی (استاد راهنما) محمدرضا مصدقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Masumeh Khamseh mahabadi
معصومه خمسه مهابادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Removal of Lead from Aqueous Solutions by Poly (acrylic acid)-Bentonite and Alginate-Bentonite Hybrid Sorbents: Batch and Fixed-bed Column Studies
Shortage of water resources and deterioration of water quality have urged the need to develop new technologies for removal of contaminants from water. Heavy metals, produced by municipal and industrial activities, are among the most toxic contaminants present in natural and waste waters. Finding new appropriate and eco-friendly methods for elimination of these contaminants from water resources is vital to recycle anduse water efficiently. Adsorption is an effective and economic method for the water purification purposes. Clays and natural polymers have been widely used as adsorbents, due to their natural abundance, low cost and high specific surface area. If these adsorbents used as a hybrid material, some of their physical and chemical restrictions would be alleviated. In this study, alginate-bentonite and polyacrylic acid-bentonite hybrids were used for removal of lead (Pb) from aqueous solutions. Adsorption of Pb by alginate:bentonite composites in 2:1, 4:1 and 8:1 ratios and polyacrylic acid–bentonite hybrids were studies in batch systems. Besides, effects of pH, flow rate and initial Pb concentration on Pb retention were investigated in fixed-bed column systems. Results of the batch studies showed that Langmuir and Freundlich isotherm models were appropriate to describe equilibrium Pb sorption data. Pb sorption by the sorbents increased with the rise in solution pH from 4 to 6. Among the sorbents, the 2:1 alginate:bentonite hybrid showed the greatest Pb sorption capacity at pH values of 4 (111/9 mg g -1 ) and 6 (152.2 mg g -1 ). Based on C e-rel (av), S R , T R and ? f coefficients calculated from break-through curves, lower flow rates and initial Pb concentrations and higher pH values resulted in greater Pb removal from the solutions. It can be concluded that alginate:bentonite hybrid is a superior adsorbent for Pb removal from contaminated waters. Keywords : composite, polyacrylic acid, alginate, polymer, clay, fixed-bed column, adsorption, lead.
محدودیت منابع آبی، خطر بحران آب در کشور و اهمیت بازیابی مجدد آب از یک سو و گسترش صنایع و افزایش آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی به وسیله فلزات سنگین و سایر آلاینده های حاصل از فاضلاب های شهری و صنعتی و به خطر افتادن سلامت انسان و محیط زیست از سوی دیگر، موجب نگرانی بشر برای یافتن راه حل هایی مناسب و قابل قبول زیست محیطی، در جهت حذف این مواد از منابع آبی را ضروری می سازد. روش های مختلف برای حذف فلزات سنگین از آب ها و فاضلاب های صنعتی توسعه یافته اند که در این میان فرایند جذب به عنوان یک روش کارا و اقتصادی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه سنتز جاذب هایی با کارایی زیاد مورد توجه قرار گرفته است. این جاذب ها باید علاوه بر راندمان مناسب ، در دسترس بوده و هزینه کمی داشته باشند تا امکان استفاده از آن ها در سطح وسیع فراهم شود. رس ها و پلیمر های طبیعی به دلیل سازگاری با محیط زیست، فراوانی در طبیعت، هزینه کم و سطح ویژه زیاد در حال حاضر به طور گسترده ای برای جذب و حذف فلزات سنگین بکار می روند. در صورتیکه این جاذب ها به صورت هیبرید استفاده شوند برخی محدودیت های فیزیکی- شیمیایی این جاذب ها برطرف می گردد. در این مطالعه، مواد هیبرید آلژینات:بنتونیت و پلی اکریلیک اسید- بنتونیت جهت حذف سرب از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. رفتار جذبی کامپوزیت های آلژینات: بنتونیت در نسبت های مختلف 1:2، 1:4 و 1:8 و پلی اکریلیک اسید و بنتونیت طبیعی نسبت به سرب در شرایط بسته و ستون با بستر ثابت مورد آزمایش قرار گرفت. تأثیر pH در شرایط بسته و ستون و تأثیر شدت جریان و غلظت اولیه سرب در سیستم ستون با بستر ثابت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج جذب سرب در سیستم بسته نشان داد مدل های لانگمویر و فروندلیچ بر داده های تعادلی جذب سرب به خوبی برازش می یابند. میزان جذب سرب با افزایش pH، افزایش یافت و بیشترین ظرفیت جذب سرب در مورد سیستم آلژینات:بنتونیت با نسبت 1:2 در 4=pH، (9/111) و در 6=pH، ( mg g -1 2/152) بدست آمد. نتایج بدست آمده و محاسبه ضرائب C e-rel (av)، S R ، T R و f ? برای تمامی جاذب های بکار رفته در سیستم ستون با بستر ثابت نشان داد که با کاهش شدت جریان و غلظت اولیه سرب و افزایش pH، سرب بیشتری از محلول ها حذف گردید. مقایسه ضرایب برای تمامی جاذب های بکار رفته در سیستم ستون و در شرایط مختلف آزمایشگاهی، نشان می دهدکه جاذب های هیبرید آلژینات:بنتونیت نسبت به بنتونیت طبیعی و کامپوزیت پلی اکریلیک اسید-بنتونیت کارایی بهتری داشته و می توان از آنها در جذب سرب از آبهای آلوده استفاده نمود. کلمات کلیدی : کامپوزیت، پلی اکریلیک اسید، آلژینات، پلیمر- رس، سیستم ستون با بستر ثابت، جذب، فلزات سنگین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی