Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Shirvani,Majid Afyuni,Hossein Shariatmadari
مهران شیروانی جوزدانی (استاد راهنما) مجید افیونی مبارکه (استاد مشاور) حسین شریعتمداری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Fatemeh Masoudi
فاطمه مسعودی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Removal of Nickel from Aqueous Solutions by Date Palm Residue Biochars Pyrolyzed under Different Tempratures
Progress of human civilization, overpopulation and the use of new technologies release heavy metals into the environment and led to water and soil pollution. Water and soil pollution with heavy metals is usually caused by metal working, plastics-making, mining and chemical fertilizers application. To remove heavy metals from contaminated water, various techniques such as chemical precipitation, ion exchange, reverse osmosis, filtration and sorption are used. Sorption is one of the most convenient and economical methods, used for the removal of heavy metals from aquatic environments. Biochar has just been used to remove heavy metals from aqueous solutions as a sorbent. Biochar is a coal produced from plant biomasses and agricultural wastes during pyrolysis process (slow burning organic matter with the lack of oxygen). In this study, biochars were made from the pyrolysis of palm tree residues at a temperature of 200, 400 and 600 ° C. The prepared biochars were then used to remove Ni from aqueous solutions. Given the importance of pH in the physicochemical behavior of Ni in aqueous solutions, sorption isotherm tests were conducted at pH=5 and 7 as well. To investigate equilibrium time, sorption kinetic experiments were carried out at a Ni concentration of 10 and 100 mg/L. The results showed that the biochars prepared at 200 °C and 600 °C had more Ni sorption rates. The equilibration time was about 5 and 48 h for Ni concentrations of 10 and 100 mg/L, respectively. Sorption rate was reduced but sorption capacity was increased with increasing concentration of Ni in solution.. Power function and parabolic diffusion models were the best equations fitted to the kinetic data. Langmuir and Freundlich isotherms described sorption of Ni on the sorbents very well. According to the Langmuir model predictions, the biochar produced at 600°C has the highest and the raw residues the lowest capacity to sorb Ni from the solution and the biochars produced at 200°C and 400°C were intermediate in this respect. By reducing the pH to 5 both the capacity and affinity of the sorbents for Ni were decreased. Overall, under the experimental conditions applied in this study, the biochar prepared at 600 ° C showed the highest efficiency for Ni removal from aqueous solution. Keywords : Heavy Metals, Biochar, Biosorption, Nickel, Pyrolysis
پیشرفت تمدن بشری، ازدیاد جمعیت و کاربرد تکنولوژی‌های جدید موجب ورود فلزات سنگین به محیط زیست و آلودگی منابع آب و خاک شده است. آلودگی آب‌ و خاک به فلزات سنگین معمولاً در اثر فعالیت‌های آبکاری فلزات، پلاستیک سازی، معدن کاری و کاربرد کودهای شیمیایی به وجود می‌آید. برای حذف فلزات سنگین از آب‌های آلوده از روش‌های مختلفی مانند رسوب گذاری شیمیایی، تبادل یونی، اسمز معکوس، فیلتراسیون و جذب استفاده می‌شود. جذب یکی از مناسب‌ترین روش‌هایی است که به دلیل هزینه کم، راندمان مناسب و سهولت عملیات برای حذف فلزات سنگین از محیط‌های آبی به کار برده می‌شود. یکی از جاذب‌هایی که به تازگی برای حذف فلزات سنگین مورد استفاده می‌گردد زغال زیستی است. به زغالی که از زیست توده‌های گیاهی و ضایعات کشاورزی طی فرایند پیرولیز (سوختن کند و آرام مواد آلی در شرایط کمبود یا نبود اکسیژن) تولید می‌شود زغال زیستی (بیوچار) می‌گویند. در این مطالعه، از بقایای خام درخت خرما و زغال های زیستی تهیه شده از آن در دمای 200، 400 و 600 درجه سانتی گراد جهت حذف نیکل از محلول های آبی استفاده شد. با توجه به اهمیت pH در مورد رفتار فیزیکوشیمیایی نیکل در محلول های آبی، آزمایش های هم دمای جذب در pH برابر 5 و 7 نیز انجام شد. برای بررسی سرعت جذب و زمان تعادل، آزمایش های سینتیک جذب در دو غلظت 10 و 100 میلی گرم بر لیتر نیکل انجام شد. نتایج نشان داد به ترتیب زغال های زیستی تهیه شده در دمای 600 و 200 درجه سانتی گراد سرعت جذب نیکل بیش تری داشتند. زمان تعادل در دو غلظت 10 و 100 میلی گرم بر لیتر نیکل به ترتیب حدود 5 و 48 ساعت به دست آمد. با افزایش غلظت نیکل سرعت جذب آن توسط زغال های زیستی کاهش اما ظرفیت جذب افزایش یافت. مدل های تابع توانی و پخشیدگی پارابولیک برازش بهتری بر داده ها داشتند. مدل های لانگمویر و فروندلیچ هم دماهای جذب نیکل توسط جاذب های مورد مطالعه را به خوبی توصیف نمودند. براساس پیش بینی مدل لانگمویر، زغال زیستی تهیه شده در 600 درجه سانتی گراد بیش ترین و بقایای خام درخت خرما کم ترین ظرفیت جذب نیکل را نشان دادند و زغال های زیستی تهیه شده در 200 و 400 درجه سانتی گراد از این نظر حد واسط بودند. با کاهش pH به 5 ظرفیت و قدرت جذب نیکل توسط تمامی جاذب ها کاهش یافت. به طور کلی، در شرایط آزمایش و غلظت های مورد استفاده زغال زیستی تهیه شده در دمای 600 درجه سانتی گراد بیش ترین کارایی را برای جذب نیکل نشان داد. کلمات کلیدی : فلزات سنگین، زغال زیستی، جذب زیستی، نیکل، پیرولیز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی