بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این ﲢقیق، بررسی توانائی جذب فلز سنگﲔ مس توسط چهار توده زیسﱵ متفاوت - ﳉن فعال سیستمهاي تصفیه فاضلاب صنایع نوشابه گازدار غﲑ الکلی ، شﲑ ، روغن نباتی و آشتارگاه طیور - به منظور حذف این فلز از پساﲠاي صنعﱵ می باشد. بدین منظور مقادیر متفاوتی از ﳉن فعال صنایع مذآور به 250 میلی لیﱰ ﳏلول با غلظت مشخص از مس اضافه شد و از ﳏلول حاصل در زماهناي ﳐتلف ﳕونه برداري و غلظت مس در آن به روش جذب اﲤی اندازه گﲑي شد. بررسی نتایج نشان داد آه ﳉن فعال آارخانه نوشابه گازدارغﲑ الکلی توانائی زیادي در جذب مس از ﳏلول داشته بطوریکه با 30 میلی لیﱰ ﳉن فعال این آارخانه در مدت زمان 30 دقیقه %100 ، در حالیکه با 30 میلی لیﱰ ﳉن فعال آارخانه هاي شﲑ ، روغن نباتی و آشتارگاه طیور در مدت زمان 120 دقیقه به ترتیب %78 ، %42 و %41 غلظت اولیه مس در ﳏلول آاهش یافت. بررسی اثر غلظت ﳉن فعال در جذب مس نشان داد ، افزایش مقدار ﳉن فعال ﳘه صنایع ، در ﳘه زماهناي ﳕونه برداري باعث افزایش جذب مس توسط ﳉن و آاهش غلظت آن در ﳏلول شده است وﱄ میزان جذب و یا آاهش بستگی به نوع ﳉن فعال دارد. میزان آاهش غلظت مس در ﳏلول با افزایش غلظت ﳉن فعال آارخانه نوشابه گازدار غﲑ الکلی و شﲑ در هرزمان ﳕونه برداري بیشﱰ از دو آارخانه دیگر است.
کلمات کلیدي : جذب بیولوژیک ، ﳉن فعال ، بیوماس میکروبی ، فلزات سنگﲔ ، مس
مقدمه
امروزه آلودگی ها ی ناشی از فلزات سنگﲔ زمﲔ را ﲥدید می کنند.فاضلاب حاصل از صنایع به عنوان یکی از منابع این فلزات نقش بسزایی در آلوده سازي ﳏیط ایفا می آنند. خروج فلزات سنگﲔ از پساﲠاي حاوي آهنا معمولا توسط فرآیندهاي فیزیکوشیمیایی - ترسیب، ﳋته سازي، فرآیندهاي احیاء، تعویض یونی و فرآیندهاي غشایی و جذب شیمیایی - صورت می گﲑد - 1 - ، که ﳘگی هزینه بالا، فرآیندهاي پیچیده و کارایی پایﲔ دارند و ﳘﲔ امراستفاده از روشهاي مذآور را براي حذف فلزات ﳏدود کرده است. ﲢقیقات براي جاذب هاي ارزان و در دسﱰس منجر به ﲢقیق درباره مواد با منشاء بیولوژیک و کشاورزي شده است . - 2 -
میکروارگانیسم ها از قبیل باکﱰي ها، قارچها، ﳐمرها و جلبکها می توانند فلزات سنگﲔ را از ﳏلوﳍاي آبی خارج کنند که ﲢت عنوان جذب سطحی نامیده می شود - . - 3امروزه توجه ﳏققﲔ روي توده هاي میکروبی آه از قبل ﲥیه شده - توده هاي زیسﱵ صنایع آنﱵ بیوتیک ، صنایع ﲣمﲑي و ﳉن فعال - و نیاز به مواد مغذي ندارند به عنوان جاذﲠاي زیسﱵ معطوف شده است -4 - . - 5استفاده از روشهاي بیولوژیک در حدف فلزات سنگﲔ از ﳏلوﳍاي آبی به منظور تصفیه فاضلاﲠا داراي مزیت هاي متعددي می باشند. از ﲨله اینکه تصفیه آب به این روش می تواند در ﳏل اﳒام گﲑد و زمانی آه میکروﲠا شروع به رشد ﳕودند، آنﱰل چندانی براي آهنا لازم ﳕی باشد.
در این روش احتیاج به افزودن مواد شیمیایی براي حذف فلزات سنگﲔ نیست ، زیرا آه سیستم آاملا بصورت طبیعی عمل می ﳕاید.غالب تکنولوژي هاي مورد ﲝث در این روش بطور موثري در صنعت قابل اجرا می باشند.یکی از فلزات سنگیﲏ آه حضور بیش از حد ﳎاز آن اﳚاد اختلالات زیادي در بدن می آند، مس است. در این ﲢقیق توانائی جذب فلز سنگﲔ مس توسط چهار توده زیسﱵ متفاوت ﲨع آوري شده از صنایع نوشابه گازدار غﲑ الکلی، شﲑ، روغن نباتی و آشتارگاه صنعﱵ طیور به منظور حذف این فلزاز پساﲠاي صنعﱵ و تصفیه فاضلاﲠا بررسی شده است.
مواد و روشها
ابتدا از ﳉن فعال سیستمهاي تصفیه فاضلاب صنایع نوشابه گازدار غﲑ الکلی ، روغن نباتی ، شﲑ و آشتارگاه صنعﱵ طیور ﳕونه برداري و در آزمایشگاه با هوادهی توسط پمپ آآواریوم براي اﳒام آزمایش نگهداري شد .به منظور مشخص شدن pH فاضلاب صنایع ﳐتلف، pH حدود100میلی لیﱰ ﳏلول رویی هر فاضلاب توسط دستگاه pH مﱰ اندازه گﲑي شد.براي مشخص شدن وجود فلز سنگﲔ مس در فاضلاﲠاي مذآور، غلظت مس در ﳕونه هاي فاضلاب به روش جذب اﲤی اندازه گﲑي شد.براي بررسی چگونگی جذب مس توسط ارگانیسمهاي موجود در ﳉن فعال فاضلاب صنایع مورد نظر ، 250 میلی- لیﱰ ﳏلوﳍائی با غلظت مشخص از مس با استفاده از ﳕک سولفات مس - شرآت مرك آﳌان - ﲥیه و به یک ارلن 500cc منتقل وغلظت دقیق آن، به روش جذب اﲤی اندازه گﲑي شد.
سپس به این ارلن 5 میلی لیﱰ ﳉن فعال آارخانه مورد نظر اضافه شد . ﳏلول حاصل را ﲠم زده و بلافاصله پس از افزایش ﳉن فعال - حدود 30 ثانیه - ،از ﳏلول ﳕونه برداري وغلظت مس در آن به روش جذب اﲤی اندازه گﲑي شد. بقیه ﳏلول را با شیکر ﲠم زده و در فواصل زمانی30 دقیقه - یعﲏ 30 ، 60 ، 90 و120 دقیقه - از ﳏلول ﳕونه برداري و غلظت مس در آهنا به روش جذب اﲤی اندازه گﲑي شد . این آزمایش با افزایش مقادیر 10 ، 20 و 30 میلی لیﱰ ﳉن فعال هر آارخانه تکرار شد.به منظور کنﱰل و اطمینان از عدم کاهش غلظت فلز سنگﲔ مس در ﳏلول در اثر رسوبگذاري، pH ﳏلوﳍا بعد از افزایش ﳉن فعال یعﲏ در مدت اﳒام آزمایش توسط دستگاه pH مﱰاندازه گﲑي شد و با حداقل pHلازم براي رسوب گذاري مقایسه شد.
نتایج و ﲝث
سیستمهاي تصفیه فاضلاب صنایع شﲑ ، نوشابه گازداردرﳕونه هاي غﲑالکلی ، روغن نباتی و کشتارگاه صنعﱵ طیور ، نتایج اندازه گﲑيpH به ترتیب لز/ح ، ثک/ح ، کو/أ و وز/أ وغلظت مس به ترتیب ppm للق/ق،ق ، ق و زکو/ و می باشد آه نشان می دهد فاضلاب ﲤام صنایع مذآور تقریبا خنثی و یا آمی قلیائی است و مس در آهنا یا وجود ندارد و یا به میزان بسیار جزئی وجود دارد آه قابل اغماض می باشد .نتایج بررسی درصد آاهش غلظت مس توسط مقادیرمتفاوت ﳉن فعال صنایع ﳐتلف درزماهناي ﳐتلف - جدول - 1 نشان می دهد آه در ﳘه صنایع ودر ﳘه غلظتهاي ﳉن فعال ، با گذشت زمان درصد آاهش غلظت مس زیاد می شود وﱄ حداآثر جذب در ﳘان دقایق اول پس از افزایش ﳉن صورت می گﲑد.
بررسی اثر غلظت ﳉن فعال در جذب مس نشان می دهد، افزایش مقدار ﳉن فعال ﳘه صنایع ، در ﳘه زماهناي ﳕونه برداري باعث افزایش جذب مس توسط ﳉن و آاهش غلظت آن در ﳏلول شده است وﱄ میزان جذب بستگی به نوع ﳉن فعال دارد. میزان آاهش غلظت مس در ﳏلول با افزایش غلظت ﳉن فعال آارخانه نوشابه گازدار غﲑالکلی در هرزمان ﳕونه برداري بیشﱰ از دیگر آارخانه ها است.حداقل غلظت ﳉن فعال براي ماکزﳝم جذب مس از ﳏلول برای ﲤام صنایع 30 میلی لیﱰ می باشد آه این مقدار ﳉن در آارخانه نوشابه گازدار غﲑالکلی پس از30 دقیقه %100 ودر آارخانه هاي شﲑ ،روغن نباتی و آشتارگاه صنعﱵ طیور پس از 120 دقیقه به ترتیب %78 ، %42 و%41 غلظت اولیه مس را در ﳏلول آاهش می دهد - جدول. - 1بنابراین ﲤامی ﳉنهاي فعال مورد استفاده در این ﲢقیق قادر به جذب مس از ﳏلول می باشند. وﱄ سرعت ومیزان جذب به نوع ﳉنبستگی دارد.
با توجه به غلظت مس در ﳏلوﳍا ، Ksp هیدروکسید مس - - 2/2 *10-20 وآنﱰلpH ﳏلوﳍا بعد از افزایش ﳉن، مشخص شد آه در هیچکدام از ﳏلوﳍا ، کاهش غلظت مس به دلیل رسوبگذاري اتفاق نیفتاده است.بررسی نتایج و مقایسه ﳉن فعال صنایع ﳐتلف در جذب مس نشان داد آه ﳉن فعال صنایع نوشابه گازدار غﲑ الکلی و شﲑ توانائی زیادي در جذب مس از ﳏلول دارند لذا از آهنابراي تصفیه پساﲠاي صنعﱵ به منظور حذف مس می توان استفادهکرد.آاربرد ﳉن فعال در جذب سطحی به منظور حذف فلزات سنگﲔ نیاز به هزینه براي تولید ندارد زیرا به عنوان یک ﳏصول فرعی در سیستمهاي تصفیه فاضلاب ﲢت شرایط هوادهی اﳚاد می شود. جذب سطحی توسط ﳉن فعال یک فرآیند سریع است آه حداآثر حذف توسط توده میکروبی در مدت آم صورت می گﲑد.
