عنوان پایان‌نامه
بررسی دینامیک جذب زیستی اورانیوم و آهن موجود در محلول های بیو لیچینگ اورانیوم در یک ستون بستر ثابت توسط جلبک های قهوه ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1486.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64948
- تاریخ دفاع
- ۲۶ مهر ۱۳۹۳
- دانشجو
- علی طالبیان
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- در این تحقیق جلبک قهوه¬ای سیستوسریا ایندیکا با پیش¬تصفیه محلول کلسیم¬کلرید به عنوان یک جاذب برای جذب یونهای از سیستم های تک جزیی، دو جزیی و چند جزیی در یک ستون بستر ثابت با قطر داخلی 5/1سانتی متر و ارتفاع 10 سانتی متر مورد استفاده قرار گرفت. آزمایش ها به منظور بررسی اثر پارامترهای مهم طراحی مانند ارتفاع بستر و شدت جریان با غلظت ورودی ثابت برای اورانیوم و آهن به ترتیب 250 و 900 میلی گرم بر لیتر انجام شد. نتایج نشان داد که ستون جذب دارای یک شدت جریان بهینه می‌باشد. همچنین ظرفیت جذب با افزایش ارتفاع بستر افزایش یافته است. در طول آزمایش ستون بستر ثابت، شدت جریان 2/5 میلی لیتر بر دقیقه و ارتفاع بستر 8 سانتی متر بعنوان شرایط عملیاتی بهینه یافت شد، که ظرفیت جذب اورانیوم و آهن در سیستم تک جزیی به ترتیب 03/433 و 49/73 میلی گرم بر گرم بدست آمده است. ظرفیت جذب اورانیوم به مقدار 21/257 میلی گرم بر گرم در حضور یون های آهن کاهش یافته است. همچنین در سیستم چند جزیی، ظرفیت جذب اورانیوم تا حد زیادی کاهش می یابد. یافته های ما نشان میدهد که سازوکار غالب در جذب اورانیوم و آهن با این زیست توده به احتمال زیاد تبادل یونی است. میل ترکیبی بالاتر از جاذب برای اورانیوم (بیش از آهن) با حضور از حد خارج شدن (overshoot) در منحنی های شکست آهن تایید شد. مدل های BDST، توماس، یان، میزان- جواب اصلاح شده و یون نلسون برای پیش بینی منحنی های شکست و برای برآورد پارامترهای لازم برای طراحی یک ستون بستر ثابت در مقیاس بزرگ استفاده شد.
- Abstract
- In this research Ca-pretreated Cystoseira indica alga was used as a biosorbent for the biosorption of U(VI) and Fe(II) ions in single, binary and multi-component systems by using a fixed bed column with 1.5 cm internal diameter and 10 cm height. The experiments were conducted to study the effect of important design parameters such as bed height and flow rate as the inlet concentration of U(VI) and Fe(II) was held constant at 250 and 900 mg L?1, respectively. Results showed that sorption column had an optimum flow rate. Also, the biosorption capacity increased with an increased in bed height. During the column testing, a flow rate of 5.2 mL min?1and bed height of 8 cm were found to represent the better operational conditions, that the uptake capacity of U(IV) and Fe(II) in single system was obtained 433.03 and 73.49 mg g?1, respectively. The uptake capacity of U(VI) reduces 257.21 mg g?1 in the presence of Fe(II) ions. Also, in multi-component system, uptake capacity of U(VI) greatly reduced. Our findings showed that the dominant mechanism in biosorption of U(VI) and Fe(II) with this biomass is likely ion exchange. The higher affinity of biosorbent for U(VI) (over Fe(II)) was confirmed by the presence of an overshoot on Fe(II) breakthrough curves. BDST, Thomas , Yan, Yoon-Nelson and Modified dose-response models were applied to the data for predicting breakthrough curves and for estimations of the parameters necessary for the design of a large-scale fixed bed columns.
