Skip to main content
SUPERVISOR
Sayed farhad Mousavi,Behrouz Mostafazadehfard,Mehran Shirvani,Jahangir Abedi-Koupai
سیدفرهاد موسوی (استاد راهنما) بهروز مصطفی زاده فرد (استاد راهنما) مهران شیروانی جوزدانی (استاد مشاور) جهانگیر عابدی کوپائی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sara Dehghani
سارا دهقانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Removing Heavy Metals From Industrial Wastewater Via Active Carbon And Plant Residues In Modified And Non-Modified Conditions
Ever-increasing of world population, water resources limitations, lack of rainfall, water crisis in the country, and inappropriate distribution of fresh water in temporal and spatial scales on one hand, and increase of surface and groundwater pollution by industrial wastewaters on the other hand, requires using modern and environmentally-acceptable methods for removing these contaminants. Methods such as chemical precipitation, electrode ratification, and ion exchanging have been used for treatment of industrial wastewaters. But one of the cheapest and most efficient methods is using surface adsorption by the low-cost adsorbents. In this study, two plant residues (sunflower and cotton residues) and one industrial adsorbent (activated carbon) were applied for eliminating heavy metals from artificial and natural wastewaters. Plant residues with size of 0.5-0.7 mm were used. For characteristic modification, the plant residues were treated by 0.1 mol NaOH and also anionic surfactant (sodium dodecyl sulfate, SDS). But activated carbon was just treated with this surfactant. Modifications have been done in three levels of surfactant including 1, 2 and 3 times of critical micelle concentration (CMC). Adsorption was done in suspensions containing 0.5 gr adsorbent in 100 cc wastewater solution. Optimization of four effective factors on adsorption (i.e. pH, initial concentration, adsorbents’ dose and contact time) of Pb and Ni via sunflower residues has been done by using Minitab software. The capacity of the three aforementioned adsorbents was assessed for removing the heavy metal cations of Cr(III), Cd(II) and Ni(II). Some of the adsorbents’ characteristics were determined by FTIR spectrum and Scanning Electron microscopy (SEM), at modified and nonmodified states, and before and after the adsorption. The results showed that pH, initial wastewater concentration, and adsorbent dose are effective factors in adsorption, but contact time was insignificant. The best pH for adsorption of Pb and Ni was 7. The optimum dose of adsorbent was 0.5 gr. The optimum initial concentration for Ni and Pb was achieved as 100 mg/L and 200 mg/L, respectively. The results of FTIR demonstrated that adding surfactant has resulted in hemistal structure in SDS environment and reduction in carbonyl concentration. Freundlich, Langmuir, and Langmuir-Freundlich isotherms were used to model the adsorption equilibrium data. The Langmuir-Freundlich model performed relatively better than the other models due to its high R 2 in capturing the non-linear relationships of the variables. Activated carbon had the highest rate of adsorption in all the treatments. In plant residues treatments, sunflower and cotton residues had the highest adsorption of Ni and Cr, respectively. Both plant residues had the same adsorption rate for Cd. The most adsorption amount was 17, 60 and 32 mg/gr by cotton and sunflower residues for Cd, Cr and Ni, respectively. Among heavy metals, Cr had the highest adsorption equilibrium rate and Ni and Cd were next. In surfactant-modified treatments, the 0.5 CMC solution had significant effect (due to not forming the micelles in the solution) as compared to other treatments.
رشد روزافزون جمعیت جهان، محدودیت منابع آب، کمبود بارندگی، بحران آب در کشور و توزیع ناهمگون زمانی و مکانی آب شیرین از یک‌ سو و افزایش آلودگی‌های آب‌های سطحی و زیرزمینی به‌وسیله آلاینده‌های حاصل از فاضلاب‌های صنعتی از سویی دیگر، مستلزم استفاده از روش‌های نوین و قابل قبول محیط زیستی برای حذف این آلاینده‌ها است. روش‌هایی نظیر ترسیب شیمیایی، انعقاد الکترودی و تبادل یون به منظور تصفیه پساب صنایع به کار رفته است. اما یکی از کارآمدترین و ارزان ترین روش ها استفاده از روش جذب سطحی به کمک جاذب‌های ارزان قیمت است. در این تحقیق، از دو جاذب گیاهی بقایای پنبه و آفتابگردان و جاذب صنعتی کربن فعال برای حذف فلزات سنگین از پساب‌های مصنوعی آزمایشگاهی و طبیعی استفاده شد. بقایای گیاهی با اندازه 5/0 تا 7/0 میلی‌متر انتخاب و استفاده شدند. برای اصلاح خصوصیات جذبی، مواد جاذب گیاهی توسط سود 1/0 مولار و سورفکتنت آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) و کربن فعال تنها توسط سورفکتنت تیمار شدند. اصلاح با استفاده از سورفکتنت در سه سطح شامل 5/0، 0/1 و 0/2 برابر حد تشکیل مایسل‌ها (CMC) انجام شد. جذب در سوسپانسیون‌های حاوی 5/0 گرم جاذب در 100 سی‌سی محلول پساب انجام گرفت. بهینه‌سازی چهار عامل مؤثر در جذب (پ-‌هاش، غلظت محلول، میزان جاذب و زمان ماند) برای حذف سرب و نیکل توسط بقایای آفتابگردان با استفاده از نرم‌افزار Minita انجام شد. ظرفیت سه جاذب مذکور برای حذف فلزات سنگین کادمیم، کروم و نیکل بررسی گردید. برخی خصوصیات جاذب ها توسط طیف FTIR و SEM در حالت خام و تیمار شده، قبل و بعد از جذب، تعیین شدند. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که در محلول‌های آزمایشگاهی، پ-‌هاش، غلظت محلول و میزان جاذب از عوامل مؤثر بر جذب هستند. اما زمان تأثیری بر جذب نداشت. پ-‌هاش مناسب برای جذب سرب و نیکل 0/7 و میزان بهینه جاذب 5/0 گرم به‌دست آمد. غلظت بهینه محلول برای فلز نیکل 100 و برای سرب 200 میلی‌گرم در لیتر به‌دست آمد. نتایج FTIR نشان می‌دهد که با اضافه کردن سورفکتنت، احتمالاً در محیط SD همی‌استال‌ تشکیل شده و از غلظت گروه کربونیل کاسته است. بررسی همدماهای جذب نشان داد که داده‌ها در حداکثر نمونه‌ها برازش بیشتری با همدمای لانگمویر-‌فروندلیچ داشتند. در کلیه تیمارها، کربن فعال بیشترین میزان جذب را داشت. برای حذف نیکل ساقه آفتابگردان و برای حذف کروم بقایای پنبه جذب بیشتری داشتند. برای کادمیم، هر دو جاذب گیاهی میزان جذب یکسانی داشتند. این مقادیر به ترتیب 17، 60 و 32 میلی‌گرم بر گرم برای کادمیم، کروم و نیکل بو‌د. در بین فلزات سنگین، کروم بیشترین میزان جذب را داشت. در بین تیمارهای اصلاح شده، حد 0/5CMC به علت عدم تشکیل مایسل‌ها تأثیر معنی‌داری نسبت به بقیه تیمارها داشت. کلمات کلیدی : جذب سطحی، بهینه‌سازی، سورفکتنت آنیونی، همدماهای جذب، بقایای آفتابگردان و پنبه، مایسل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی