بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق، تأثیر تغییرات دژ، زمان ماند، غلظت جاذب، غلظت گغB1 و قدرت یونی بر میزان جذب گغB1 از آب زیرزمینی آلوده توسط کربن فعال حاصل از پیرولیز لجناولیهي تصفیهخانهي فاضلاب کارخانهي چوب و کاغذسازي بررسی شد. نمودار جذب-واجذب ومعادلات اعمالشده 1 - غB ،لسخ - بیانگر ساختار تخلخلی بینابینی میکرو-مزوپور - قطر میانگین4,18= نانومتر - و سطح ویژه - 613مترمربع بر گرم - و حجم حفرات 0,65 - سانتیمترمکعب بر گرم - اینکربنفعال است. با انجام آزمایش لع1ً وجود گروههاي عاملی اکسیژندار مانندگروههاي کربوکسیلیک ، آلکیل، و آلیفاتیک در سطح جاذب تأیید شد. آزمایشهاي جذب ، حاکی از تأثیر ناچیز تغییرات دژ و قدرت یونی محلول بر میزان جذب، زمان تعادلنسبتاً کوتاهحدوداً 2ساعت و انطباق دادههاي جذب، با معادلات ایزوترم فروندلیچ و لانگمیر، بود . در اغلب موارد، بازدهحذف گغB1 - با غلظتاولیهي 40 میلیگرم بر لیتر - از آبتوسط جاذب - با غلظت 1000 میلیگرم بر لیتر - بیش از%90بهدست آمد. در عین حال درتمامی موارد بیشترین میزان جذب مربوط به زایلن و بعد از آن به ترتیب اتیل بنزن، تولوئن و بنزن بود.
کلمات کلیدي: گغB1، جذب، لجن ، کربنفعال، معادلات ایزوترم
١مقدمه
گغB1بیانگر چهار ترکیب آروماتیک نفتی بنزن، تولوئن، اتیلبنزن و زایلین است. این ترکیبات، به طور گستردهاي درعملیات صنعتی به عنوانحلّال به کار میروند ب1م. همه ساله، مقادیر زیادي از این ترکیبات در اثر نشت لوله هاي حاملمواد نفتی، تانکرهاي زیرزمینی بنزین، سرریز مخازن نفتی، فاضلابهاي پتروشیمی وارد منابع آب می شودب2م.از آنجایی که این ترکیبات به عنوان ترکیبات قابل اشتعال،سمی، سرطانزا و منجر به جهش ژنتیکی شناخته می شوند، حضور آنها در محیطهاي آبی،حتّی با غلظتهاي کم نیز خطرناك و غیر مجاز اعلام شده است. لذا، حذف آنها از محیطزیست، براي تضمین سلامتی انسانها و موجودات زنده، ضروري است ب3م. در سالهاي اخیر، تلاشهاي گستردهاي در راستاي حذف این ترکیبات از آب، صورت گرفتهاست، وروشهاي متعددي پیشنهاد شدهاست، مانند هوادهی، روشهاي بیولوژیکی، اکسیداسیون پیشرفته، و جذب. از میان این روشها، روش جذب، به دلیل مزایاي قابلتوجه، با استقبال گستردهاي مواجه شدهاست.
براي جذب گغB1از محیطهاي آبی، ازجاذبهايمتعددي استفاده شدهاست، مانند کربنفعال، نانوتیوبهاي کربن، رسهاي آلی، و رزینها. کربنفعال، بنابر ویژگیهاي منحصر به فرد خود، در فرآیندهاي جذب، کاربرد فراوانی دارد.توجباه به نیاز روزافزون صنایع به کربنفعال، تحقیقات گستردهاي در راستاي تبدیلمواد گوناگون به کربنفعال، انجام شده است. لجن فاضلابهاي شهري و صنعتی، زائدات کشاورزي، پوست میگو، و ذغال، از جمله ي اینمواداولیه و ارزانقیمت هستند. لجن فاضلاب صنایع چوب و کاغذ، به دلیل دارا بودن مقادیر بالايمواد آلی،جزء بهترینمواد خاماولیه برايتهیهي کربنفعال است. علاوه بر این، استفادهي دوباره از لجن صنعتی، موجب حذف هزینههاي ناشی از تصفیه و دفع لجن - که هزینهبرترین بخشعملیات تصفیهي فاضلاب است - میشودب4م.در این تحقیق، لجن فاضلاب صنایع چوب و کاغذسازي،طی فعالسازي شیمیایی و پیرولیز، به کربنفعال تبدیل شدهاست، و تأثیر چندین عامل فیزیکی و شیمیایی، بر میزان جذب هیدروکربنهاي آروماتیک نفتی از آب آلودهتوسط این جاذب، بررسی شدهاست.
-2مواد و روش ها
ماده ي اولیه براي آماده سازي جاذب، از حوضچه ي ته نشینیاولیهي تأسیسات تصفیهي فاضلاب کارخانهي چوب و کاغذ چوکا واقع در استان گیلان،تهیه شدهاست.برايفع السازي شیمیایی، از کلرید روي، استفاده شدهاست.مرحلهي پیرولیز، در کورهي پیرولیزپژوهشکدهي مواد و انرژي، واقع در مشکینشهر استان البرز، انجام شدهاستکلّی.هي آزمایشها در آب زیرزمینی انجام شدهاند، که مشخّصات آن در جدول.1 بیان شدهاست. جداسازي و اندازهگیريگغB1، توسط دستگاه ژهط1فک؟طأب جلAقلغ1ضکوپل شده باحقَهن - مدل سصغکئط؟A شزکنخ - بنابر روش مندرج در ک2پلاصکق 2طه2غهصح انجام شدهاست.
-1-2تعیین ویژگیهاي شیمیایی سطح جاذب
گروههاي عاملی سطح جاذب،توسط اسپکترومتر مادون قرمز تبدیل فوریه لع1ًمشخّص شدهاست.ساختار تخلخلی، سطح و حجم حفرات، با اعمال معادلهي 1غB بر دادههاي حاصل از نمودارهاي جذب-واجذب به دست آمدهاست.
-2-2آمادهسازي جاذب
براي تهیه کربنفعال از لجنفاضلاب کارخانهي کاغذسازیاز روشمعرّفیشده توسط خلیلیب4ماستفاده شد.پس از خشکشدن نسبی لجن در برابر آفتاب، لجن نیمهخشک،بهمدت 24 ساعتدر آون در دماي 110 درجهي سانتیگرادقرار گرفت تا ملاًکا خشک شود و کاهش وزن ناشی از خشکشدن نداشته باشد. لجن خشک،پس از پودر شدن و عبور از الک مش 30طی، اختلاط با کلریدروي - - با نسبت جرمی برابر بهمدت 8 ساعتفع،السازي شیمیایی شد. سپس،بهمدت 24 ساعتدر آوندر دماي110درجهي سانتیگراد قرار گرفت کاملاًتا خشک گردد. محصول به دستآمده با هاون پودر شد. پودر به دستآمده، در کوره، تحت جریان نیتروژن 70میلیلیتر بر دقیقه قرار گرفت. نرخ افزایش دماي کوره 20درجهي سانتیگراد بر دقیقه، دماي نهایی 800درجهي سانتیگراد و زماند ماند در این دما برابر 2ساعتبود.پودر پیرولیزشدهدر 500 میلی لیتر محلول اسید کلریدریک1/2 مولار شستوشو داده شد.سپس، چندین بار با آبمقطّر شستهتا دژ آن به مقدار ثابتی برسد. سپس، بهمدت 24 ساعت در دماي 110درجهي سانتیگراددر آون خشک شدنهایتاً،. کربنفعال به دستآمده، براي انجام آزمایش هاي جذب، در ظروف شیشهاي دربسته نگهداري میشد.
-3-2محلولهاي BTEX
براي ساخت محلولهاي استوكگغB1، از هرکدام از چهار ترکیب بنزن، تولوئن، اتیلبنزن و پی-زایلین، بنابر چگالی آنها، حجم معینی در بالن 25 میلیلیتریدر متانول، به حجم رساندهشد، به طوري که غلظت هرکدام از آنها برابر 10000میلیگرم بر لیتر شود.جهت جلوگیري از تبخیر گغB1،بالن حاوي محلول استوك، با نوار پارافین، سیل - ئهکک - شد، طیو روزهاي آزمایش، در یخچال، نگهداري میشد.
-3آزمایشها
-1-3تأثیر pH
