بخشی از مقاله
چکیده
وجود ترکیبات آلی فرار و مقاوم در برابر تجزیه پذیري در رودخانه ها و در یاچه ها، استفاده و مصرف مجدد منابع آبی کشور را تهدید می کند. هدف این مقاله ، بررسی سینتیک و مدل هاي ایزوترم جذب اتیلن دي کلراید(( EDC موجود در پساب به وسیله جاذب باگاس می باشد. استفاده از باگاس بعنوان یک جاذب کربن دار براي حذف EDC از محیط هاي آبی در مقایسه با کربن فعال تجاري می تواند مقرون به صرفه تر و همچنین روش جدیدي باشد. سینتیک هاي جذب براي یافتن میزان آلودگی روي سطوح جاذب و تعیین زمان هاي تعادلی جذب مهم است. همچنین ایزوترم هاي آزمایشگاهی براي توصیف توانایی جذب یک جاذب بسیار مفید است. به هر حال، ایزوترم یک نقش حیاتی براي آنالیز و طراحی سیستم هاي جذب داشته است.در این مقاله سینتیک جذب و دو مدل ایزوترم فروندلیچ و لانگمیر مورد بررسی قرار گرفت و از نمودارهاي مربوطه پیدا است که خطاي سینتیک جذب مرتبه دوم از مرتبه اول کمتر می باشد و مدل ایزوترم فروندلیچ براي بیان داده ها بهتر است.
کلمات کلیدي
باگاس ،سنتیک ، اتیلن دي کلراید ، جذب سطحی
Kinetic investigation and isotherm absorption models investigation for ethylene dichloride absorption by bagasse
Alireza Bozorgian
Department of Chemical Engineering, College of Chemical Engineering, Mahshahr Branch, Islamic Azad University, Mahshahr, Iran
E-Mail: a.bozorgian@mhriau.ac.ir
ABSTRACT
The existence of the volatile organic compositions which are resistant against degradation in the rivers and lakes, threats country water sources to be used and reused. The purpose of this article is the kinetic investigation and an isotherm absorption models investigation of ethylene dichloride (EDC) existing in
could be more Using bagasse as a carbonaceous absorbant the wastewater by bagasse absorbant.
comparison to to eliminate EDC from aqueous solutions in economical and also a new method
commercial activated carbon. Adsorption kinetics are important in order to find out the pollution level on the absorbant surfaces and determine balance time. Experimental isotherms are also useful to describe the
absorbency of an absorbant. Anyway, isotherm had a vital role to analyze and design absorption systems. In this article, absorption kinetic and both Freundlich and Langmuir models were investigated and it is obvious from related diagrams that, 2nd order absorption kinetic error is less than 1st order and
Freundlich model is better for data expression.
KEYWORDS
Bagasse, Kinetic, Ethylene dichloride, Adsorption
1 شرکت چرخه علم و صنعت 1393، تهران، ایران، cs.isi.pjs@gmail.com
-1 مقدمه
ماده شیمیایی اتیلن دي کلراید (EDC) از جمله مواد شیمیایی تولیدي در مجتمع پتروشیمی بندرامام(ره) می باشد که در صنایع مصارف عمده اي دارد. پساب واحد تولید (EDC) بسیار کدر می باشد و علت این امروجود ذرات کلرید آهن (III) در پساب می باشد. در حال حاضر این پساب بدون هیچ گونه عمل تصفیه و بازیافت به دریا وارد می شود.
فرایند جذب سطحی یکی از فرایند هايموثر تصفیه پیشرفته پساب براي تصفیه آلودگی هاي صنعتی شامل مواد سمی در غلظت هاي کم است. با توجه به اینکه غلظت اتیلن دي کلراید در پساب واحد کلر آلکالی پتروشیمی بندر امام اغلب کمتر از 500 ppm می باشد می توان از این روش جهت کاهش مقدار اتیلن دي کلراید در پساب استفاده کرد. چون کربن فعال که جاذب بسیموار ثري در فرایند جذب سطحی می باشد بسیار گران می باشد. محققین بدنبال یافتن جاذب مناسبی هستند که براحتی در دسترس می باشد و همچنین جاذب ارزانتري براي جایگزین نمودن کربن فعال باشد.
از این رو با توجه به فراوانی باگاس( تفاله نیشکر) در استان خوزستان و اینکه جهت حذف یا کاهش غلظت فنل یا سورفکتنتها از پساب، محققین به نتایج مطلوبی رسیده اند، لذا در این تحقیق هدف، بررسی روش جذب سطحی جهت کاهش غلظت اتیلن دي کلراید در پساب واحد CA بوسیله جاذب باگاس می باشد.
آزمایشهاي ناپیوسته جهت بدست آوردن ایزوترم هاي تعادلی جذب و سینتیک هاي آن انجام می شود.[1] مطالعه بوسیله غلظت هاي اولیه مختلف اتیلن دي کلراید( (EDC با یک مقدار مساوي جاذب 30 (g/L) انجام شده است. اثرات PH محلول و مقدار مختلف جاذب روي میزان جذب اتیلن دي کلراید آزمایش می شود. همچنین تاثیر باگاس که بوسیله آب مقطر، اسید نیتریک وهیدروکسید سدیم پیش تصفیه شده روي میزان جذب بررسی شده است.[2]
مدلهاي ایزوترم مختلف روي داده هاي تعادلی براي سیستم جذب اتیلن دي کلراید بررسی می شود. پس از بدست آوردن حالت بهینه، در زمان هاي مختلف میزان جذب اندازه گیري می شود. مطالعه سینیتیک جذب نشان می دهد که حذف اتیلن دي کلراید از پساب با جاذب باگاس یک جذب مرتبه دوم است.[3] مدل ایزوترم فروندلیچ با نتایج جذب EDC بوسیله باگاس مطابقت می کند. PH محلول و همچنین بار سایت هاي فعال باگاس تاثیر زیادي روي
-2 مواد و وسایل مورد نیاز جهت انجام آزمایش
ابتدا مقدار 30 گرم از باگاس را در یک بشر 2/5 لیتري ریخته و حدود 2 لیتر آب مقطر به آن اضافه نموده و حدود 6 ساعت در دماي 100 oc حرارت داده ضمن اینکه در این مدت همزن مغناطیسی با دور مناسب که باگاس در محلول بطور یکنواخت توزیع شود استفاده می گردد. بعد از این مدت باگاس را بوسیله فیلتر کردن از آب جدا نموده و در آون به مدت 4 ساعت در دماي110-105 oc خشک نمود. براي تکرار آزمایشها مقدار زیادي باگاس در دفعات بعدي به همین روش آماده شده و در دماي اتاق در ظرف مناسب نگهداري می شود.
مقدار کمی آب مقطر را در یک ارلن 200 cc ریخته و بوسیله ترازوي دیجیتالی چهار رقم اعشار حدود 0/1 گرم اتیلن دي کلراید 99/99) در صد) به آن اضافه نموده و پس این محلول را در یک بالن یک لیتري ریخته وحجم آن را بوسیله آب مقطر به یک لیتررسانده و بدین ترتیب محلول 100 ppm اتیلن دي کلراید در آب مقطر تهیه می شود. جهت تهیه محلول با غلظت هاي مختلف به همین روش عمل نموده، با این تفاوت که مقدار اتیلن دي کلراید تغییر داده می شود براي مثال جهت تهیه محلول 200 ppm ، مقدار 0/2 گرم اتیلن دي کلراید ( ( EDC اضافه می شود.
بررسی سینتیک هاي جذب با استفاده از دو غلظت اولیه 102 و 197 mg/L و مقدار باگاس 30 g/L انجام می شود. آزمایش ها در زمانهاي متوالی 1) ، 2 ، 3 ، 4 و ( 5 ساعت بطور جداگانه تکرار می شوند. همه این نمونه ها صاف شده و جهت اندازه گیري میزان EDC باقیمانده آنالیز می شوند.[6]
-3 سینتیک هاي جذب
سینتیک هاي جذب براي یافتن میزان آلودگی روي سطوح جاذب و تعیین زمان هاي تعادلی جذب مهم است. سینتیک جذب مرتبه اول و دوم براي غلظتهاي اولیه 102 و 197mg/L بررسی شده که از نمودارهاي مربوطه پیدا است که خطاي سینتیک جذب مرتبه دوم از مرتبه اول کمتر می باشد.[6]
-1-3 سینتیک جذب مرتبه اول
سینتیک هاي جذب مرتبه اول برگشت پذیر می تواند بصورت ذیل بیان شود.
میزان جذب EDC ندارد و این امر می تواند به این دلیل باشد که اتیلن دي کلراید یک ماده تقریبال غیر قطبی است و به راحتی یونیزه نمی شود[4] و.[5]
(1)
.
2 شرکت چرخه علم و صنعت 1393، تهران، ایران، cs.isi.pjs@gmail.com
بطوریکه غلظت جذب شونده در فاز مایع و غلظت جذب
شونده روي سطح جاذب در هر لحظه t می باشد. و غلظت
هاي اولیه جذب شونده به ترتیب در فاز مایع و روي سطح جاذب
است. با توجه به اینکه جاذب ابتدا عاري از جذب شونده می
باشد( ) و X مقدار جذب شونده که تا لحظه t جذب شده را
بیان می کند. و به ترتیب ثابت هاي جذب رفت و برگشت
می باشند. از روابط انتقال جرم، که ثابت تعادل است بر حسب
نسبت ثابت جذب رفت به ثابت برگشت بیان می گردد.
