بخشی از مقاله
چکیده
بررسی کنونی به منظور توسعه جذب کننده های زیستی مقرون به صرفه و مطالعه فرایند جذب کننده های زیستی شامل در جذب فلزات سنگین فاضلاب های صنعتی آلوده با استفاده از جذب کننده های زیستی پیشرفته، مد نظر قرار گرفته است. کربن پوسته نارگیل توسط کیتوسان و یا عوامل اکسید کننده - اسید فسفوریک - به منظور تولید جذب کننده تغییر یافته اند. اثربخشی جذب، جذب کننده از طریق اندازه گیری میزان جذب روی - II - در فاضلاب های صنعتی نوشیدنی ترکیبی ارزیابی شده است. پارامترهای عملیاتی همچون PH، زمان تحریک و غلظت جذب کننده، غلظت یون مقدماتی و اندازه ذره نیز مورد بررسی قرار گرفته اند.
داده های جذب به خوبی در تناسب با مدل های لانگمویر و فراندلیچ بوده اند. به هر حال ایزوترم للانگمویر مدل تناسب بهتری را نسبت به ایزئترم فراندلیچ به دلیل ضریب همبستگی بالاتر نسبت به انچه که اولی نشان داده است، به نمایش می گذارد به این ترتیب، نشان دهنده کاربردپذیری پوشش تک لایه روی - II - بر روی سطح جذب کننده می باشد.بررسی های جذبی توسط NaOH انجام شده و بازیافت کمی فلز شهود بوده است. مکانیسم جذب غالب، تبادل یونی می باشد. استفاده از ضایعات کشاورزی - کیتن - به منظور تولید کربن، به طور بلقوه منجر به تولید جذب کننده های موثر بالا از مواد خام کم هزینه تر که حاصل منابع بازیافتی می باشند، می شود.
کلیدواژه: پوسته نارگیل، کربن با پوشش کیتوسان، فلزات سنگین، فاضلاب صنعتی، ایزوترم های جذب کننده
مقدمه
فرایند صنعتی شدن سریع منجر به افزایش تخلیه فلزات سنگین به محیط زیست شده است. افزایش چشمگیر استفاده از فلزات سنگین در طول چند دهه اخیر به طور گریزناپذیری منجر به افزایش سرازیر شدن عناصر فلزی به محیط های آبزی شده است. ویژگی قابل تامل فلزات این است که در طبیعت ماندگارند. حداقل 20 فلز به عنوان فلزات سمی طبقه بندی شده و نیمی از آن ها نیز به اندازه ای در طبیعت منتشر می شوند که سلامتی انسان را در معرض خطر قرار می دهند. اگرچه توانایی یک محیط آبی در حمایت از حیات آبزی نسبت به مناسب بودن آن برای دیگر استفاده ها وابسته به عوامل زیادی است.
اثر غلظت فلز روی بر نقش های عملکردی و وظایف بافت های زنده و تنظیم نمودن بسیاری از فرایند های شیمیایی مناسب است. اگرچه، درست همانند سایر فلزات سنگین، زمانی که روی به واسطه فاضلاب، فاضلاب صنعتی یا معدنی به داخل آب های طبیعی تخلیه می شود، اثرات سمی شدیدی روی انسان ها و اکوسیستم های آبزی می گذارد. یک تجربه مشابه سمی شدن جیوه ای میناماتا در ژاپن است.بنابر این حذف روی - Zn - از فاضلاب های صنعتی پیش از انتقال و ورود به چرخه های طبیعی زیست محیطی ضروری می باشد. در سال های اخیر برخی فناوری ها برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب صنعتی ایجاد شده اند. مهمترین فناوری، لخته سازی می باشد.
سایر روش های مرسوم شیمیایی شامل تبادل یونی، رسوب دهی، فرایند های الکتروشیمیایی و فناوری غشایی می باشند. ثابت شده است که تمامی روش های شیمیایی نسبت به فرایند جذب زیستی پرهزینه تر و کم بازده تر هستند. به علاوه روش های شیمیایی، بار آلودگی را نیز در محیط زیست افزایش می دهند.جذب بیولوژیکی روشی زیستی برای کنترل زیست محیطی است که می تواند جایگزینی برای تاسیسات متداول تصفیه فاضلاب باشد. بیوپلیمرهای طبیعی به دلیل تواناییشان در کاهش غلظت یون فلزی به غلظت های قسمت در میلیارد، از نظر صنعتی جذابیت دارند.مواد زیستی - بیومتریال - را که به صورت مقادیر انبوه یا ضایعات حاصل از فعالیت های کشاورزی در دسترسند می توان به عنوان جاذب های کم هزینه استفاده کرد چرا که معمولا منابعی بدون استفاده اند که به صورت گسترده ای در دسترس بوده ودوستدار محیط زیست می باشد.
برخی از محققان بر روی پردازش پسماندهای پکان - درخت گردوی آمریکای مرکزی - و پوسته نارگیل به زغال های با چگالی کافی و نفوذپذیری بالا برای تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی کار کرده اند.خواص جاذب پوسته نارگیل به دلیل وجود گروه های عاملی مانند کربوکسیلیک، هیدروکسیل و لاکتون است که میل ترکیبی بالایی به یون های فلزی دارند. در سال های اخیر، توسعه کربن فعال اصلاح شده سطحی، تعدادی کربن فعال با ظرفیت جذب بالاتر را تولید کرده است. استفاده از پوسته نارگیل با اصلاح سطحی برای ارتقای عملکرد آن در حذف فلزات می تواند علاوه بر افزودن به ارزش اقتصادی آن، به کاهش هزینه دفع کمک نموده و مهمتر از همه اینکه یک جایگزین ارزان قیمت برای کربن فعال تجاری موجود فراهم می کند.
جذب کننده های کم هزینه و غیرمتداولی شامل محصولات جانبی کشاورزی مانند پوسته مغزها، چوب، پیت، پوسته نارگیل به کربن های فعال تبدیل می شوند. نیز نشان داده شده بیومس هایی مانند Rhizopusarrhizus و Aspergillus tereus جاذب های مهمی برای حذف فلزات سنگین و مواد آلی از فاضلاب شهری و صنعتی هستند.در میان این جاذب های کم هزینه، چیتوسان بیشترین ظرفیت جذب سطحی را برای تعدادی از یون های فلزی دارد. چیتین مهمترین جزء ساختاری حلزون ها، حشرات، سخت پوستان، قارچ ها، جلبک و بی مهرگانی مانند خرچنگ ها و میگوهاست.چیتوسان یک پلیمر دی استیله شده چیتین بوده و معمولا به واسطه دی استیله شدن چیتین با یک حلال قلیایی قویمشابه شکل 1 به دست می آید.
