Skip to main content
SUPERVISOR
Omidvar Farhadian,Norolah Mirghafari
امیدوار فرهادیان (استاد راهنما) نوراله میرغفاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Roghayeh Shokri
رقیه شکری خوبستانی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Chromium Removal From Aqueous Solutions Using Biomass of Green Microalgae, Scenedesmus quadricauda
Rapid increases in world population and industrialization have seriously contributed to heavy metals pollution in aquatic/ terrestrial ecosystems. Among heavy metals, chromium pollution has taken more attention in recent years due to its harmful effects to living organisms and ecosystems. The two common stable species of chromium are trivalent Cr (III) and hexavalent Cr (VI) that found mostly in wastewater from electroplating industries, leather tanning, wood preservation and dyes, steel, alloy, glass, textile industries, film and photography. Different technologies such as chemical precipitation, ion exchange, membrane technologies, reverse osmosis and adsorption were used to remove heavy metals from aqueous solution. In recent years, more interests have been focused on biosorption as an economic and efficient method to remove metals ions. Biosorption is a method which natural materials with different biological origin including bacteria, fungi, yeast, algae, agricultural and industrial wastes were used as biosorbent. In this study, dry biomass of green microalgae Scenedesmus quadricauda (Chlorophyta) was used to remove Cr (III) and Cr (VI) from aqueous solutions and industrial wastewater by batch and column experiments. Some of physical, chemical and morphological properties of microalgae biosorbent were determined by the elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). In addition, the parameters influencing on biosorption including equilibrium time, pH, metal solution initial concentration, amount of adsorbent were investigated. Results showed that equilibrium time for removal of Cr (III, VI) is 120 min. The adsorption kinetics had better fit by the pseudo-second-order kinetics for both species of Cr (III, VI). The maximum adsorption of Cr (III) and Cr (VI) were occurred at pH=6 and pH=1, respectively. The comparison of results illustrated that Cr (III) adsorption was fitted better by Redlich-Peterson and Langmuir isotherm models than that the Freundlich model. The adsorption of Cr (IV) was fitted better by Redlich-Peterson and Freundlich isotherm models. The highest adsorption of Cr (III) and Cr (VI) were predicted 58.47 and 46.51 mg/g according to Langmuir equation, respectively. When the amount of microalgae biosorbent increased from 0.2 to 10 g/L at 100 mg/L of Cr (III, VI), the adsorption percentage were increased from 30.03 to 96.40% for Cr (III) and 7.67 to 64.12% for Cr (IV). In the column experiments sorption performance was 30 % for Cr (III) ions (63.3 mg/g) and 13% for Cr (VI) ions (25.5 mg/g). Chromium desorption was possible using HNO 3 and NaOH. The higher ability for desorption were obtained by 0.1 M of HNO 3 for Cr (III) (85%) and 0.1 M of NaOH for Cr (VI) (60%). Keywords : Chromium, Biosorption, Microalgae, Scenedesmus quadricauda , Adsorption isotherms
افزایش سریع جمعیت جهان و صنعتی شدن نقش بسیار مهمی در آلودگی اکوسیستم های آبی و خشکی توسط فلزات سنگین دارند. در بین فلزات سنگین، آلودگی فلز کروم در سال های اخیر به دلیل اثرات مضر بر موجودات زنده و اکوسیستم بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. کروم شش و سه ظرفیتی دو شکل پایدار از کروم در طبیعت می باشند که عموماً در پساب صنایعی مانندآبکاری، دباغی چرم، رنگ و نگهداری چوب، آلیاژ و فلزکاری، شیشه، پارچه و نساجی، فیلم و عکاسی یافت می شوند . روش های مختلفی مانند ترسیب شیمیایی، تبادل یونی، فیلتراسیون غشایی، اسمز معکوس و جذب برای حذف فلزات سنگین مورد استفاده قرار می گیرد . در سال های اخیر، فرآیند جذب زیستی به عنوان روش موثر و اقتصادی برای حذف یون های فلزی مورد توجه قرار گرفته است. جذب زیستی روشی است که از مواد طبیعی با منشأ زیستی مختلف از جمله باکتری ها، قارچ ها، جلبک ها، پسماند های کشاورزی و صنعتی به عنوان جاذب زیستی استفاده می شود. در این مطالعه، از زیتوده خشک ریزجلبک سبز سندسموس کوادریکوادا ( Scenedesmus quadricauda )، برای جذب کروم سه و شش ظرفیتی از محلول های آبی و پساب صنعتی به دو روش تعادلی و ستونی استفاده شد. برخی از ویژگی های فیزیکی، شیمیایی ومورفولوژی جاذب به کمک آنالیز عنصری، طیف سنجی مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین شدند. پارامتر های مختلف موثر بر میزان جذب مانند زمان تعادل، pH، غلظت اولیه محلول فلزی و میزان جاذب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد زمان تعادل برای کروم سه و شش ظرفیتی 120 دقیقه می باشد. بررسی سینتیک جذب نیز نشان دهنده برازش بهتر سینتیک شبه مرتبه دوم برای جذب یون های فلزی مذکورتوسط زیتوده جلبک بود. حداکثر جذب فلز کروم (III) در6 =pH و برای کروم (VI)در 1= pH به دست آمد. بررسی داده ها با هم دماهای جذب نشان داد که فرآیند جذب کروم (III) توسط جاذب با مدل لانگمویر و مدل ردلیچ – پترسون نسبت به مدل فروندلیچ برازش بهتری دارد. جذب کروم (VI) با جاذب از مدل ردلیچ – پترسون و فروندلیچ تبعیت بیشتری داشت. حداکثر جذب پیشنهادی مدل لانگمویر برای کروم (III) و (VI)، 47/58 و 51/46 میلی گرم بر گرم بود. با افزایش مقدار جاذب از 2/0 به 10 گرم در لیتردر غلظت 100 میلی گرم در لیتر، درصد جذب برای کروم (III) از 03/30 به 40/96 درصد و برای کروم (VI) از 67/7 به 12/64 درصد افزایش پیدا کرد. جاذب کارایی جذب 30 درصد (3/63 میلی گرم بر گرم) یون های محلول کروم (III) و 13 درصد (5/25 میلی گرم بر گرم) یون های محلول کروم (VI)داشت. نتایج آزمایشات ستونی نشان داد که احیاء جاذب با اسید نیتریک و NaOH امکان پذیر می باشد. احیاء جاذب برای کروم (III) قابلیت احیاء بالایی بیش از 85 درصد با اسید نیتریک 1/0 مولار نشان داد اما برای کروم (VI) به کار گیری باز به عنوان محلول شویشی نسبت به اسید کارایی بالاتری را در وا جذب نشان داد. کلمات کلیدی: کروم، جذب زیستی، ریز جلبک، Scenedesmus quadricauda ، هم دمای جذب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی