عنوان پایان‌نامه
بررسی عوامل موثر در جذب زیستی توسط جلبک در سیستم های چند جزئی حاوی فلزات سنگین و اکتیو
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1404.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62287
- تاریخ دفاع
- ۰۱ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- محمود محمدی
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- در این پژوهش جذب زیستی فلزات اورانیوم، نیکل و مس در محلول¬های تک جزئی و سه جزئی و همچنین جذب زیستی اورانیوم و مس در محلول¬های دو جزئی توسط جلبک قهوه¬ای Cystoseria indica مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش¬ها به صورت ناپیوسته و با بررسی پارامتر غلظت اولیه فلز انجام شد. در محلول¬های تک جزئی، ظرفیت جذب تعادلی با افزایش غلظت اولیه یون¬ها افزایش یافت و میزان جذب آنها توسط جلبک قهوه¬ای سیتوسیرا ایندیکا دارای ترتیب U>Cu>Ni بود. میزان جذب یون¬های موجود در محلول¬های چند جزئی نیز چنین ترتیبی را دارا بوده و یون¬ها اثرات رقابتی بر جذب یکدیگر اعمال می¬کردند؛ به طوری که حضور یک یون باعث کاهش میزان جذب یون یا یون¬های دیگر می¬شد. در این بین یون اورانیوم مزاحمت بیشتری در جذب دو یون دیگر ایجاد می¬کرد. این پدیده را در نحوه تغییرات ثابت تعادل، تغییرات انرژی آزاد گیبس، نسبت توزیع و فاکتور انتخاب¬پذیری می¬توان مشاهده کرد. با توجه به نتایج به دست آمده از فاکتور انتخاب¬پذیری جاذب، می¬توان به امکان بازیابی بهتر و اقتصادی¬تر اورانیوم و مس، به خصوص اورانیوم، نسبت به نیکل از پساب¬ اشاره کرد. داده¬های تعادلی به دست آمده از آزمایش¬ها با ایزوترم¬های تک جزئی لانگمویر، فرندلیچ، تمکین، دوبین- رادکوویچ، و ایزوترم¬های چند جزئی لانگمویر توسعه یافته، لانگمویر- فرندلیچ و لانگمویر رقابتی به دو روش مدلسازی همزمان و جداگانه یون¬ها، مدلسازی شدند که ایزوترم¬های لانگمویر، لانگمویر توسعه یافته و لانگمویر- فرندلیچ بهترین برازش را با داده¬های تجربی داشتند. حداکثر ظرفیت جذب اورانیوم، نیکل و مس از محلول تک جزئی به دست آمده از فرم خطی لانگمویر 1 ( 1/qe vs 1/Ce) به ترتیب برابر 112/441، 017/31 و 864/78 میلی گرم بر گرم بود. به منظور تعیین مکانیسم غالب در جذب، از پارامترهای انرژی آزاد جذب مدل دوبین- رادکوویچ و تغییرات انرژی آزاد گیبس استفاده شد و مکانیسم جذب فیزیکی در تمامی محلول¬ها نتیجه گرفته شد. به کمک ثابت ایزوترم فرندلیچ (n) و ثابت¬های ایزوترم تمکین، عملکرد مناسب جاذب در جذب از محلول¬های تک جزئی و چند جزئی، نتیجه گرفته شد.
- Abstract
- The multicomponent equilibrium data and biosorption isotherm models are the most important tools for design and performance prediction of metal wastewater treatment plants. In this study, biosorption of U(VI), Cu(II) and Ni(II) onto the brown algae cystoseira indica was investigated in single, binary and ternary metal systems. In order to study the competition biosorption of metals and to model the equilibrium data, batch experiment were performed at different initial metal ions concentrations (10-100 mg/g) and pH 5. The equlibrium data was analyzed by four equations, namely; Langmuir, Freundlich, Dubinin–Radushkevich (D–R) and Temkin isotherms in single ion systems. The single ion biosorption results showed that the affinity order of metal ions on to c. indica was U(VI), Cu(II) Ni(II). The results showed that the equilibrium data of U(VI) and Cu(II) conformed to the Langmuir model number 1(1/qe vs 1/Ce), while those of Ni(II) were best described by Freundlich model. Also, the values of E from D-R and bt from Temkin models showed that the mechanism of metal ions biosorption onto c. indica was physisorption. The binary (U(VI)-Cu(II)) and ternary (U(VI)-Cu(II)-Ni(II)) biosorption data were interpreted using the multicomponent isotherms, namely; Developed-Langmuire (D-L), Modified-Langmuir (M-L) and Langmuir-Freundlich (L-F) models. The L-F isotherm best fitted the U(VI) and Cu(II) biosorption data of binary and ternary systems, while the M-L isotherm best fitted the Ni(II) biosorption data. Competitive biosorption results showed that the metal biosorption decreased with increasing concentrations of other metal ions and antagonistic effect was observed in binary and ternary systems. Also competitive biosorption results in binary system showed that the presence of Cu(II) exerted a great inhibitory effect on U(VI) biosorption, and the inhibitory effect increased with increasing in initial metal ions concentrations.
