Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Saraji,Norolah Mirghafari
محمد سراجی (استاد مشاور) نوراله میرغفاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shohreh Mohammadi
شهره محمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Characterization and Production of Activated Carbon From Oil Sludge for Adsorption of Heavy Metals From Wastewater
The purpose of this study was the characterization and production of carbonaceous adsorbents from oil sludge of heavy fuel oils storage tanks of Isfahan oil refinery. Carbonaceous adsorbent without activation was produced at 600 °C for 1 h in nitrogen atmosphere. For activated carbon, the same carbonization conditions was applied with adding KOH as activating agent. To determine the characteristics of the carbonaceous sorbents, several tests including concentration of heavy metals, leaching, SEM, FT-IR and BET were carried out. Leaching tests of heavy metals using distilled water and TCLP toxicity method showed that heavy metals concentrations are in the allowable range of presented standards. Specific surface area of carbonaceous adsorbent produced without activation and activated carbon was 3.6 and 304.9 m 2 /g, respectively. Thus, activation with potassium hydroxide could significantly increase the specific surface area and pore structure. Adsorption experiments of cadmium by batch method using Taguchi experimental design with four factor including initial concentration, dose adsorbent, contact time and pH in four level were performed. For cadmium adsorption by carbonaceous adsorbent produced without activation, initial concentration and for activated carbon, dose adsorbent had the most influence on the sorption. For cadmium adsorption by carbonaceous adsorbent without activation, initial pH of solution and for activated carbon, contact time showed less effect on the adsorption process. In optimal conditions, the adsorption efficiency of cadmium by carbonaceous adsorbent without activation and activated carbon were 77.7 and 98.2%, respectively, which represents a high percentage of cadmium adsorption. Adsorption isotherms studies showed that the adsorption of cadmium by carbonaceous adsorbent without activation and activated carbon are more consistent with the Freundlich and Redlich–Peterson isotherms models, respectively. The results of column experiments indicated that regeneration capabilities of both carbonaceous adsorbent by HNO 3 are high. Both of the carbonaceous adsorbent showed good efficiency for adsorption of cadmium from industrial wastewater sample. The produced adsorbents have comparable adsorbing ability with imported and internal commercial activated carbons. Keywords: Charaterization, Oil sludge, Activated carbon, Adsorption, Cadmium
این مطالعه با هدف مشخصه یابی و تولید جاذب های کربنی از لجن نفتی مخازن ذخیره سوخت های سنگین شرکت پالایش نفت اصفهان انجام گرفت. جاذب کربنی بدون فعال سازی به وسیله کربونیزاسیون در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت در اتمسفر نیتروژن و کربن فعال طی یک مرحله به وسیله فعال سازی شیمیایی با هیدروکسید پتاسیم و شرایط کربونیزاسیون مشابه با جاذب کربنی تولید گردید. جهت بررسی ویژگی های جاذب های کربنی تولید شده آزمایش های مختلفی از جمله غلظت فلزات سنگین، آبشویی، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (FT-IR) و سطح ویژه (BET) بر روی آن ها انجام گردید. آزمایش های آبشویی فلزات سنگین با استفاده از دو روش آب مقطر و سمیت TCLP نشان داد که غلظت فلزات سنگین در محدوده مجاز استانداردهای معرفی شده هستند. سطح ویژه در جاذب کربنی تولید شده بدون فعال سازی و کربن فعال به ترتیب 6/3 و 9/304 مترمربع برگرم بدست آمد. بنابراین، فعال سازی با هیدروکسید پتاسیم توانسته به میزان چشمگیری سطح ویژه و ساختار حفره ای را افزایش دهد. آزمایش های جذب سطحی کادمیوم به صورت ناپیوسته با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی و بررسی اثر چهار عامل غلظت اولیه کادمیوم، میزان جاذب، زمان تماس و pH در چهار سطح انجام گرفت. برای جذب کادمیوم توسط جاذب کربنی تولید شده بدون فعال سازی، غلظت اولیه و برای کربن فعال، میزان جاذب بیشترین تأثیر را بر میزان جذب داشتند. برای جذب کادمیوم توسط جاذب کربنی تولید شده بدون فعال سازی، pH اولیه محلول و برای کربن فعال، زمان تماس تأثیر کمتری را در فرآیند جذب نشان دادند. در شرایط بهینه، کارایی جذب کادمیوم توسط جاذب کربنی تولید شده بدون فعال سازی و کربن فعال به ترتیب 7/77 و 2/98 درصد بدست آمد که نشان دهنده ی درصد بالای جذب کادمیوم است. بررسی همدماهای جذب نشان داد که جذب کادمیوم توسط جاذب کربنی تولید شده بدون فعال سازی و کربن فعال به ترتیب با همدمای فروندلیچ و همدمای ردلیچ- پترسون مطابقت بیشتری دارد. نتایج آزمایش های ستونی نشان داد که هر دو جاذب کربنی از قابلیت احیاء بالایی با اسید نیتریک برخوردار هستند. هر دو جاذب کربنی کارایی خوبی را در جذب کادمیوم از نمونه پساب صنعتی نشان دادند. جاذب های تولید شده دارای قابلیت جذب قابل مقایسه با نمونه های کربن فعال تجاری وارداتی و داخلی هستند. کلمات کلیدی: مشخصه یابی، لجن نفتی، کربن فعال، جذب سطحی، کادمیوم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی