بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله هدف بررسی روشهاي ارزان قیمت براي حذف آلایندههاي آب است بدلیل گرانی بهاي کربن فعال شده پژوهشگران کاربرد مواد ارزان قیمت را براي حذف یونهاي فلزاتات مورد توجه قرار دادهاند. در این تحقیق به بررسی حذف نیکل و آرسنیک با استفاده از روشهاي مختلف پرداختهایم. نتیجه بدست آمده از این آزمایشات نشان میدهد که بعد از بارور کردن 0/35 گرم از منگنز روي یک گرم دیاتومه، سطح ذرات به میزان 2/2 برابر در مقایسه با سطح ذرات دیاتومه خام بیشتر شد و این امر باعث گردید که ظرفیت جذب این دیاتومه اصلاح شده براي نیکل افزاش یابد و این افزایش بترتیب براي نیکل از 66/6 به 88/6 درصد بوده است و حذف نیکل با روش زئولیت معدنی در عمق 80 سانتی متري 90 درصد بوده است و همچین کوچک بودن اندازه یون نیکل و الکترونگاتیوي بالاي نیکل باعث شده که حذف آن در عمق بیشتري صورت گیرد. با توجه به مطالب ذکر شده حذف نیکل با کمک زئولیت معدمی بهتر و بیشتر صورت میس گیرد.میزان حذف آرسنیک با استفاده از فرآیند اسمز معکوس در شرایط بهینه عملکرد سیستم یعنی pH = 6/9و دماي بهینه برابر 25 درجه سانتی گراد بیش از %99 بوده است.
-1مقدمه
جهت حذف فلزات سنگین فرایندهاي زیادي پیشنهاد شده است که شامل ته نشین سازي شیمیایی، فیلتراسیون غشایی، تعویض یونی، اسمز معکوس، کواگوالاسیون با آلوم و جذب روي کربن فعال که از جمله متداولترین این روشها میباشند.[1] در چند دهه اخیر روش جذب بعنوان یک تکنیک جدا سازي و خالص سازي موثر شناخته شده و در تصفیه آب و فاضلاب کاربرد فراوانی پیدا نموده است. این روشبخصوص براي حذف مقادیر اندك فلزات سنگین روش قابل رقابتی میباشد.
[2] کاربرد جایگزینهاي مناسبتر از نظر قیمت براي کاهش و حذف یونهاي فلزي سنگین لزوم پزوهشهاي بیشتري را روي موادي مثل زغال سنگ فعال و خاك رسایجاد نموده است. یک مطالعه مقایسهاي توسط yکئطهB و همکارانش در این مورد صورت گرفته است..[3]بیشتر فلزات سنگین دردژپایین بسیار محلول بوده و قابلیت راهیابی به اجزاء حیاتی موجودات زنده را دارند4]و5و6و7و.[8 در طبیعت فلزات سنگین در دسته عناصر کمیاب قرار میگیرند و روي هم رفته کمتر از یک درصد پوسته زمین را تشکیل میدهند.
[9] منابع ناشی از فعالیتهاي بشر بطور عمده عبارتاند از: معدن کاري فلزات[10]صنایع کشاورزي[8]صنایع متالوزي، صنایع الکترونیک، باتري سازي و پساب صنعتی11]و[12 جذب سطحی به کمک آلومیناي فعال، سیلیکاژل، کربن فعال و برخی جاذبهاي طبیعی نیز روش دیگري است که درباره آن پژوهش شده است13]و14و15و16و.[17 روش دیگر تبادل یونی است که بویژه در سختی گیري آب کاربرد فراوانی دارد10]و17و18و.[19 روشهاي بیولوژیکی نیز براي حذف و بازیابی فلزات سنگین بکار میرود17]و[20اگرچه بیشتر اجزاي بیولوژیکی قابل جذب هستند در فرایندهاي صنعتی گرایش به سمت استفاده از سامانههاي میکروبی است16]و21و.[22
-2روش اول:دیاتومه خام و اصلاح شده در کاهش و حذف یونهاي فلزي سنگین ازآب و فاضلاب آلوده
-1-2اصلاح دیاتومه
300 گرم از خاك دیاتومه تهیه شدهب۴٢م از معادن ایران توسط آب مقطر شستشو داده شد و بعد فیلتر گردید؛کیک فیلتر شده در 1500سی سی آب مقطر و 100 سی سی سود 1 نرمال حل شد و براي مدت 45 دقیقه در حالت جوش در دماي بین 90 تا 100 درجه سانتی گراد نگهداري شد. به محلول جوشیده 1000 میلی لیتر محلول منگنزکلراید %30 افزوده گردیددp محلول کلراید قبل از اضافه شدن توسط اسید کلریدریک 3 نرمال در حدود یک تنظیم شده بود بعد از حدود 9 ساعت محلول فیلتر شد و سپس به مخلوط 300 میلی لیتر محلول سود %25 اضافه شد محلول حاصل بعد از حدود 3ساعت فیلتر شد و سپس توسط جریان هوا به آرامی خشک گردید بعد از دو روز کیک بدست آمده به مدت 3 شبانه روز در آون با دماي حدود 100 درجه سانتی گراد قرار داده شدتا رطوبت آن حذف شود و بعد از سرد شدن در دیسیکاتور در محلی عاري از رطوبت نکهداري گردیدتا براي آزمایشات بعدي آماده باشد این ماده غقآدیاتومه میباشد یا دیاتومه اصلاح شده. ابتدا محلول استاندارد یون نیکل با حل کردن نیترات نیکل در آب مقطر تهیه شد و محلول با غلظت مورد نظر آماده گردید.
ظرفیتهاي جذب براي دیاتومه و غق–دیاتومه توسط اضافه کردن 0/05 گرم از جاذبها به 50 میلی لیتر از محلولها غلظت متغییر نیکل بین 0 تا 300 میلی گرم در لیتر مورد بررسی قرار گرفت. بخاطر ظرفیت بالاي دیاتومه و غق–دیاتومه pHمحلولها با کمک سود و اسید نیتریک در حدود 4 حفظ شدندمحلولها در ظروف در بسته در یک شیکر در دماي تقریبی22±1و دور 190 قبل به مدت 3 روز نگهداري شدند سپس سانتیفیوژشده و غلظت فلزات توسط دستگاه جذب اتمی آنالیز گردید. دیاتومه ترکیبی است که بیشترین جزءتشکیل دهنده آن لپطح میباشد. میزان بالاي سیلیکا در دیاتومه آن را یک جاذب خوب براي یونهاي فلزي میسازد. هنگامی که این ساختمان سیلیکاتی با لپغق بارور میگردد این خاصیت بهبهود مییابد. مقدار اکسید منگز بارگیري شده روي سطح دیاتومه بستگی به طبیعت سطح، اسیدیته محلول و زمان انجام کار دارد. عمل جذب در4 چ دژ و در مدت زمان 3 روز انجام شد.
ظرفیتهاي جذب براي دیاتومه خام و اصلاح شده براي نیکل در جدول 1 و نمودار 1 نشان داده شده است. مطالعات بچ به دو دلیل در شرایط کمی اسیدي انجام گردید اول این که فلزات سنگین بطور نرمال در شرایط قلیلیی با تشکیل اکسیدها و هیدروکسیدهاي فلزي شروع به رسوب میکنند و شرایط کمی اسیدي ما را مطمئن ساخت که جذب بر روي دیاتومه و غقسدیاتومه محدود میشود به یونهاي دو ظرفیتی دلیل دوم این که پودر دیاتومه در شرایط کمی قلیایی ناپایدار است و سیلیکا در شرایط قلیایی حاوي مواد قابل ته نشست میباشد.
