Skip to main content
SUPERVISOR
Sayed Hossein Saghaian nejad esfahani,Manouchehr Heidarpour
سیدحسین سقائیان نژاداصفهانی (استاد مشاور) منوچهر حیدرپوراسفرجانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mojtaba Ebrahimi
مجتبی ابراهیمی سیریزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Removal of Pb from Aqueous Solutions Using Biochar Produced from Pistachio Hard-Shell
Undoubtedly, the most important challenge in the coming decades is to access sustainable and high quality water resources. However, several pollutants are contaminating water resources. Among contaminants, heavy metals are of great importance due to long-term persistence in environment. Although application of activated carbon due to high porosity and specific surface area (600 to 2000 m 2 /g), serves as one of the effective methods for removing heavy metals from aqueous solutions, but it is not cost-effective. Accordingly, in recent years, many researches have been produced and introduced a low-cost adsorbent. In the meantime, plant residues and agricultural waste material due to low cost and easy access have been perceived as good alternative in this area. The present research deals with feasibility of biochar produced from pistachios hard-shell, as an adsorbent to remove lead (Pb) from aqueous solutions. Experiments were performed in a continuous and discontinuous methods. In batch experiments, biochar potential as an adsorbent in initial changes in the concentration, amount of adsorbent, contact time, and pH of dissolved pollutants was determined. The maximum rate of lead adsorbed by biochar for pollutants solution in batch with pH 5.5 in optimum adsorbent and pollutant contact time and the initial concentrations of 10 mg/L was found to be 7.49 mg/g. The adsorption rate after 24 hours was 8.41 mg/g. In order to characterize the biochar, the FTIR, SEM, BET and CHNSO methods were used. According to BET specific surface area for biochar was estimated about 442 m 2 /g. Pseudo-first-order kinetic model and Exponential function have good ability to predict the lead adsorbed by biochar. In order to complete studies on adsorbent, columnar tests were conducted by taking three levels 2,3 and 4 mL/min flow rate through the column and 3 different amounts of adsorbent, 2, 3 and 4 cm into account.The maximum amount of lead adsorbed by biochar under batch condition was obtained in flow 3 mL/min, adsorbing height of 2 cm and an initial concentration of 10 mg/L, equivalent to 3.91 mg/g. Given determination coefficients R 2 obtained from models Thomas, Yoon-Nelson, Dose Response datafrom column tests in all three models predicted the adsorption process efficiently. Under continuous condition, lead removal rates, at best was reduced 54% compared to the discrete one. Keywords: biochar, lead, absorption, B atch experiment, column experiment
بی شک مهمترین چالش پیش روی بشر در دهه های آینده دسترسی به منابع آبی پایدار و با کیفیت می باشد. با این حال آلاینده های متعددی در حال آلوده کردن منابع آب سالم می باشند. در بین آلاینده های موجود، فلزات سنگین به دلیل پایداری و ماندگاری طولانی مدت در محیط زیست از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. اگر چه استفاده از کربن فعال به دلیل تخلخل و سطح ویژه بسیار بالا (600 تا 2000 مترمربع بر گرم) یکی از روش های موثر در حذف فلزات سنگین از محلول های آبی به شمار می رود لیکن به دلیل قیمت بالا استفاده از آن در مقیاس های بزرگ و صنعتی توسعه نیافته است. بر همین اساس در سال های اخیر مطالعات زیادی جهت تولید و معرفی جاذب های ارزان قیمت صورت گرفته است. در این بین بقایای گیاهی و ضایعات کشاورزی به دلیل ارزان بودن و دسترسی آسان، گزینه مناسبی در این زمینه تلقی می شوند. در این پژوهش امکان استفاده از زغال زیستی تولید شده از پوست سخت پسته، به عنوان یک زیست جاذب جهت حذف فلز سنگین سرب از محلول های آبی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های جذب در شرایط پیوسته و ناپیوسته انجام شد. در آزمایش های ناپیوسته قابلیت ذغال زیستی به عنوان جاذب با تغییرات غلظت اولیه سرب، میزان جاذب، زمان تماس و پ – هاش محلول آلاینده بررسی شد. بیشترین میزان جذب سرب توسط زغال زیستی در شرایط ناپیوسته برای محلول آلاینده با پ – هاش برابر با 5/5 در زمان بهینه تماس جاذب و آلاینده 3 ساعت و غلظت اولیه 10 میلی گرم بر لیتر، 49/7 میلی گرم بر گرم به دست آمد. همچنین میزان جذب پس از گذشت 24 ساعت برابر با 41/8 میلی گرم بر گرم بود. به منظور مشخصه یابی زغال زیستی از روش های FTIR، SEM، BET و CHNSO استفاده شد. سطح ویژه زغال زیستی با استفاده از روش BET، 442 متر مربع بر گرم بدست آمد. دو مدل سینتیک شبه مرتبه اول و تابع توانی از توانایی بسیار خوبی برای پیش بینی میزان جذب سرب توسط زغال زیستی برخوردار بودند. به منظور تکمیل مطالعات درباره جاذب مورد مطالعه، آزمایشات ستونی با در نظر گرفتن سه سطح دبی عبوری از ستون، 2، 3 و4 میلی لیتر بر دقیقه و سه مقدار متفاوت از جاذب، 2، 3 و 4 سانتی متر انجام شد. بیشترین میزان جذب سرب توسط زغال زیستی در شرایط پیوسته در دبی 3 میلی لیتر بر دقیقه، ارتفاع جاذب 2 سانتی متر و غلظت اولیه 10 میلی گرم برلیتر برابر با 91/3 میلی گرم بر گرم به دست آمد. با توجه به ضرایب تبیین (R 2 ) حاصل از برازش مدل های Thomas، Yoon-Nelson و Dose Response، بر داده های حاصل از آزمایشات ستونی، هر سه مدل توانایی بسیار خوبی در پیش بینی فرآیند جدب داشتند. میزان حذف فلز سنگین سرب در شرایط پیوسته، در بهترین حالت 54 درصد نسبت به شرایط ناپیوسته کاهش داشته است. کلمات کلیدی : زغال زیستی، سرب، جذب، آزمایش ناپیوسته، آزمایش ستونی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی