استفاده از رس سپیولیت، زغال زیستی ذرت و کمپلکس رس-زغال زیستی در حذف سرب از محیط‌های آبی

نویسندگان

1 گروه آب و خاک، دانشکده مهندسی کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران

2 آب و خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 گروه آب و خاک، دانشکده کشاورزی، شاهرود، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران.

4 گروه آب و خاک، دانشکده مهندسی کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران

5 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود

doi
10.22125/iwe.2023.169907
چکیده

با افزایش روزافزون جمعیت و افزایش مصرف آب در بخش‌های کشاورزی و صنعت، ورود آلاینده­های مختلف به محیط‌زیست و منابع آب‌وخاک افزایش‌یافته است. در این مطالعه با روش جذب، حذف فلز سرب از آب توسط سه جاذب رس سپیولیت، زغال زیستی ذرت و کمپلکس رس- زغال زیستی ذرت بررسی شد. برای این منظور آزمایش مربوط به هم­دماهای جذب و سینتیک جذب توسط سه جاذب موردمطالعه انجام شد. با افزایش غلظت در سرب از 50 تا 1500 میلی‌گرم بر لیتر ظرفیت جذب جاذب‌ها افزایش، اما درصد جذب کاهش یافت. نتایج نشان داد که بیشترین ظرفیت جذب در سرب مربوط به جاذب زغال زیستی ذرت می‌باشد، این در حالی است که کمپلکس رس- زغال زیستی از جاذب رس ظرفیت جذب بیشتری داشت. جهت مطالعه فرآیند جذب، هم‌دماهای لانگمویر و فروندلیچ برای هر جاذب بررسی گردید و مشخص شد جذب سرب توسط جاذب‌ها از هر دو مدل تبعیت می‌کند اما مدل لانگمویر با داشتن بالاترین ضریب تبیین (R2) و کمترین مجموع مربعات خطای معیار (SSE) بهترین برازش را با داده‌های آزمایشگاهی نشان داد. اثر زمان تماس با جاذب بر میزان جذب بررسی و مشخص شد که راندمان جذب با افزایش زمان تماس افزایش یافت. برازش مدل‌های سینتیک شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، الوویچ و پخشیدگی درون ذرّه‌ای برای سرب در غلظت‌های 600، 1000 و 1500 میلی‌گرم بر لیتر در زمان‌های 30 تا 1440 دقیقه انجام یافت. مدل الوویچ در غلظت 500 میلی‌گرم بر لیتر سرب و مدل شبه مرتبه دوم در غلظت‌های 1000 و 1500 میلی‌گرم بر لیتر بهترین برازش را با داده‌های آزمایشگاهی نشان داد. در غلظت‌های پایین، کمپلکس رس-زغال زیستی عملکرد بهتری در جذب نشان داد ولی با افزایش غلظت سرب، زغال زیستی جاذب بهتری نسبت به دو جاذب دیگر بود.