عنوان پایان‌نامه
جذب زیستی فلزات سنگین از پساب‌های مصنوعی، درحالت جریان پیوسته، به‌وسیله جلبک دریای عمان
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 791.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40328
- تاریخ دفاع
- ۲۲ دی ۱۳۸۷
- دانشجو
- حسین دسته باشی
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- فلزات سنگین موجود در پساب صنایع مختلف نظیرآب فلزکاری، چرم سازی، استخراج فلزات از معادن و .... یکی از عوامل مهم آلودگی در محیط زیست به شمار می‌رود. به همین دلیل، محدودیت‌های محیط زیستی حاکم بر صنایع مختلف ایجاب می‌کند که در رفع آن اقدام شود. استفاده از مواد زیستی(میکروبی، باکتری‌ها، جلبک‌ها، ...) برای بازیافت و رفع این آلودگی‌ها، به عنوان یک روش جایگزین با توانایی مناسب، به خصوص در غلظت‌های پایین،1تا ppm 100، در مقایسه با روش‌های کم اثر و گران به مانند استفاده از رزین‌های مصنوعی، مطرح شده‌است. یکی از فلزات سنگین مهم نیکل می‌باشد؛ یون نیکل(Ni2+) در پساب صنایع مختلف، ازقبیل آب فلزکاری، وجود دارد و می تواند خطراتی را برای سلامتی بشر و محیط زیست به وجود آورد. مطالعات و بررسی‌های تعادلی نشان می‌دهد که استفاده از جلبک قهوه‌ای سیستوسریا ایندیکا برای جذب زیستی نیکل از محلول آبی، دارای کارایی و قابلیت مناسبی می‌باشد. در هر حال، برای طراحی و عملیات فرایند جذب زیستی نیکل، مطالعات و بررسی‌های دینامیکی جریان مورد نیاز است. هدف این پژوهش بررسی توانایی جذب زیستی جلبک‌های قهوه‌ای بومی ایران (دریای عمان)، سیستوسریا ایندیکا، به عنوان جاذب برای جداسازی تک جزیی فلز سنگین نیکل، از پساب‌های مصنوعی در حالت جریان پیوسته ستون بستر ثابت، می‌باشد. برای این منظور، تاثیر عواملی نظیر غلظت اولیه فلز، شدت جریان ورودی به‌بستر، نوع جلبک، مقدارجاذب(ارتفاع ستون) و قابلیت احیاء جاذب بر میزان جذب زیستی در بستر ثابت بررسی شده‌است. منحنی‌های عبور(غلظت بر اساس حجم عبوری از بستر) برای هر مرحله از آزمایش به دست آمده‌است. مدل توماس نیز برای مدل سازی فرایند، پیش‌بینی منحنی‌های عبور و تعیین مشخصه‌های طراحی ستون استفاده شده‌است. ساختار غیر خطی مدل، دارای تطابق مناسبی با داده‌های آزمایشگاهی است؛ مقدار R2در تمام شرایط منتخب برای مقایسه نتایج بالاتر از 9/0 و مقدار ? پایین تر از 50% می‌باشد. در هر سه نوع جلبک به کار گرفته شده بالاترین مقدار ظرفیت جذب ستون Q0در بیشترین غلظت اولیه، C0 ، ppm 100 می‌باشد. با توجه به روند تغییرات مشاهده شده، باید تعادل مناسبی میان شدت جریان ورودی و افت فشار حاصل از ارتفاع بستر ایجاد کرد تا به شرایط بهینه مقدار جاذب رسید. نتیجه حاصل، عملکرد بهتر جلبک طبیعی تا نقطه شکست و افزایش ظرفیت کلی ستون با استفاده از جاذب پیش تصفیه شده، می‌باشد. به طور کلی پژوهش حاضر نشان می‌دهد که کارایی و ظرفیت انواع جلبک سیستوسریا به عنوان جاذب زیستی درتصفیه پساب‌های حاوی فلز نیکل، در حالت جریان پیوسته مناسب است.
- Abstract
- Nickel (II) is present in several industrial wastewaters and it can cause health and environmental hazards above certain concentrations. Equilibrium studies have shown the feasibility of using cystoseria indica algae for nickel removal from aqueous solutions by biosorption. However, for the design and operation of nickel biosorption processes, dynamic flow studies are required. The objective of the study was to examine nickel removal from an aqueous solution using a fixed-bed column with cystoseria indica algae as a biosorbent. The dynamic behavior of the biosorption column was investigated through experiments and the influence of operating conditions, such as initial nickel concentration, flow rate and amount of biosorbent( bed height) . The Thomas model was applied to adsorption of nickel at different flow rate, different influent concentration and different bed height to predict the breakthrough curves and to determine the characteristic parameters of the column useful for process design. The model was found suitable for describing the biosorption process of the dynamic behavior of the column. All the results suggested that cystoseria indica as adsorbent to removal nickel (II) from solution prove efficient, and the rate of biosorption process is speedy. Furthermore, the efficiency of adsorption is high. When the flow rate was 0.252 l/h, the influent concentration of nickel was 58 mg /l and bed height of the column was 9 cm, the biosorption capacity obtained at optimum conditions was 85.4 mg /g.
