Skip to main content
SUPERVISOR
محسن سلیمانی امین آبادی (استاد راهنما) نوراله میرغفاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Mostarshed
زهرا مسترشد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Phenol Removal From Wastewater Using Activated Carbon Produced From Biological Sludge of Oil Refinery Treatment Plant
Pollution of industrial effluents including oily wastewaters having organic toxic compounds such as phenol, is one of the most important environmental issues. There are many processes to remove the phenolic compounds which are mostly expensive and less efficient. In this regard, adsorption by a low cost carbonaceous adsorbent is one of the efficient and cost-effective approaches. In this study, the biological sludge of Tehran oil refinery wastewater unit was used for production of activated carbon and removal of phenol. The biological sludge was activated after carbonization using various chemical and physical methods. After adsorption tests of samples, the sample activated with steam at 950° c was chosen for the next experiments. Some characteristics of the produced activated carbon including concentration of heavy metals, leaching tests, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), specific surface area (using BET method) and scanning electron microscope (SEM) were determined. The specific surface area of the carbonized and activated carbon samples were 10.4 and 86.2 m 2 /g, respectively. Besides, the images obtained by SEM showed an increase in the number of pores in the produced activated carbon. Adsorption tests were done by evaluating the effect of the four factors including the adsorbent amount, initial phenol concentration, pH and contact time in four levels using Taguchi method. The maximum adsorption amount of phenol in optimum conditions was 96.2 %. Results showed that amount of the adsorbent and contact time have the most influence on phenol adsorption. Furthermore, kinetic models of phenol adsorption on produced activated carbon showed that the pseudo-first order model was better fit adsorption data in comparison to the models of pseudo–second order, Elvich and interparticle defusion. Fitting the results with the isotherm models of Langmuir, Freundlich, Redlich- Peterson and Temkin indicated that the phenol adsorption using the produced activated carbon was more followed by Redlich-Peterson model. In the column tests, the highest amount of adsorption and desorption were 21 and 45 %, respectively. Phenol efficiency of produced activated carbon in wastewater samples of oil refinery was 73 %. Overall, based on the obtained results, the produced activated carbon showed an efficient ability for removal of phenol from aqueous solutions. Keywords : Adsorption, Phenol, Activated carbon, Biological sludge
آلودگی های ناشی از پساب صنایع مختلف ازجمله پساب های نفتی به دلیل حضور ترکیبات آلی نظیر فنل یکی از مهم ترین مشکلات زیست‌محیطی به شمار می آیند. روش های مختلفی برای حذف ترکیبات فنلی وجود دارد که بیشتر آن ها هزینه بالا و کارایی پایینی دارند. جذب سطحی توسط یک جاذب کربنی ارزان یکی از روش های مؤثر و کم‌هزینه می‌باشد. به همین منظور در این مطالعه، از لجن بیولوژیکی تصفیه خانه پالایشگاه تهران جهت تولید کربن فعال برای حذف فنل استفاده شد. لجن بیولوژیک پس از کربونیزاسیون، به روش های فیزیکی و شیمیایی فعال گردید و پس از انجام آزمایش های جذب بر روی هریک از آن ها، نمونه فعال‌شده با بخارآب در دمای 950 درجه سانتی گراد به‌عنوان کربن فعال بهینه انتخاب گردید. برخی از مشخصات کربن فعال تولیدی ازجمله غلظت فلزات سنگین، بررسی نشت فلزات سنگین، طیف‌ مادون‌قرمز با تبدیل فوریه (FT-IR)، سطح ویژه (با استفاده از روش BET) و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تعیین گردید. سطح ویژه در نمونه کربونیزه شده و کربن فعال به ترتیب 4/10 و 2/86 متر مربع بر گرم به دست آمد. تصاویر به‌دست‌آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز افزایش تعداد حفره ها در کربن فعال تولیدشده را نشان داد. آزمایش های جذب با بررسی اثر چهار فاکتور مقدار جاذب، غلظت اولیه فنل، pH و زمان تماس در چهار سطح به‌صورت ناپیوسته و با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی انجام گردید. حداکثر میزان جذب فنل در شرایط بهینه 2/96 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد زمان تماس و مقدار جاذب بیشترین تأثیر را بر میزان جذب دارند. در بررسی مدل های سینتیکی جذب فنل توسط کربن فعال تولیدشده، مدل شبه مرتبه اول با ضریب همبستگی بالاتر نسبت به مدل های شبه مرتبه دوم، ایلویچ و نفوذ بین‌ذره‌ای تطابق بیشتری با داده های حاصل از جذب داشت. برازش داده ها با مدل های هم دمای لانگمویر، فروندلیچ، ردلیچ-پترسون و تمکین نشان داد که جذب فنل با کربن فعال تولیدشده با مدل ردلیچ- پترسون مطابقت بهتری دارد. در آزمایش های ستونی بیشترین مقدار جذب و واجذب به ترتیب 21 و 45 درصد به دست آمد. کارایی کربن فعال تولیدشده در جذب فنل از نمونه پساب پالایشگاه 73 درصد بود. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، کربن فعال تولیدشده توانایی بالایی را برای حذف فنل از محلول های آبی نشان داد. کلمات کلیدی : جذب سطحی، فنل، کربن فعال، لجن بیولوژیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی