توصيفگر ها :
متيلن بلو , زغال زيستي , ديسپرس رد 60 , زئوليت , جذب سطحي , RSM
چكيده فارسي :
پساب‌هاي صنايع نساجي به دليل اينكه داراي مقدار زيادي مواد رنگزا هستند بايد قبل از ورود به منابع آبي تصفيه شوند. غالبا رنگ‌ها به دليل ساختار پيچيده نسبت به تجزيه زيستي پايدار هستند و اين ويژگي موجب سمي بودن و سرطان زايي آنها مي‌شود. يكي از روش‌هاي تصفيه پساب‌هاي نساجي، جذب سطحي است كه مي‌‌توان از جاذبهاي مختلفي از جمله جاذبهاي مصنوعي و طبيعي براي جذب استفاده كرد. در اين مطالعه، به علت آن كه جاذبهاي طبيعي نسبت به جاذبهاي صنعتي هزينه كم، بازده مناسب، حداقل ضايعات، و قابليت بازيافت دارند استفاده شده است. اثر چهار پارامتر شامل pH، زمان تماس، غلظت جاذب و غلظت اوليه رنگ‌هاي متيلن بلو (MB) و رد 60 (DR) بركارايي جاذبهاي زئوليت (كلينوپتيلوليت و سنتزشده) و زغال زيستي (شلتوك برنج و خاك اره) در جذب با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) مورد بررسي قرار گرفت. مشخصه‌يابي جاذب‌ها به وسيله آزمون‌هاي BET، FT-IR و SEM انجام شد. نتايج بهينه‌سازي نشان داد كه بيشترين جذب توسط جاذبهاي زئوليت (طبيعي و سنتز شده) و زغال زيستي ( شلتوك برنج و خاك اره) به ترتيب 98/98، 95/96، 24/66 و 53/88 درصد در 10=pH، زمان 120 دقيقه، مقدار جاذب 20 گرم بر ليتر و غلظت اوليه 50 ميلي گرم بر ليتر براي جذب رنگ متيلن بلو و 72/78، 79/78، 33/61 و 66/62 درصد در 4=pH، زمان 5 دقيقه، مقدار جاذب 68/15 گرم بر ليتر و غلظت 50 ميلي گرم بر ليتر براي جذب رنگ ديسپرس رد 60 است. به جز شلتوك برنج، مدل سينتيك پيشنهادي مناسب براي جذب رنگ متيلن بلو و براي رنگ رد 60 براي همه جاذب‌ها مدل شبه مرتبه دوم با90 < R2بود. همچنين مقدار جاذب و pH بيشترين اثر را روي حذف رنگ‌ها از محلول‌هاي آبي داشتند. ميزان جذب رنگ متيلن بلو و رد 60 به وسيله جاذبهاي زئوليت (طبيعي و سنتزشده) و زغال زيستي (شلتوك برنج و خاك اره)، با هم دماي لانگموير ضريب همبستگي بيشتري نسبت به فروندليچ داشت. ايزوترم جذب براي رنگ رد 60 توسط جاذبهاي زئوليت سنتز شده و زغال‌زيستي شلتوك برنج و رنگ متيلن بلو توسط زئوليت طبيعي نيز با مدل فروندليچ سازگارتر بود. با توجه به نتايج آزمايش‌هاي ستوني مشخص شد جذب رنگ متيلن بلو و رد 60 به وسيله زئوليت طبيعي به ترتيب 73/97 و 93/45 درصد و زئوليت سنتزشده به ترتيب به مقدار85/94 و 64/68 درصد كارايي دارد كه پس از احياء ستون با متانول و آب مقطر مقدار جذب توسط زئوليت طبيعي به ترتيب به 53/86 و 24/51 وزئوليت سنتزشده 85/93 و 24/51 درصد كاهش يافت. بر اساس نتايج بدست آمده، فناوري جذب سطحي با استفاده از زئوليت و زغال زيستي به عنوان جاذبهاي كارآمد مي‌تواند براي حذف مواد رنگزا از محلول‌هاي آبي مورد استفاده قرار گيرد.
چكيده انگليسي :
Textile industry effluents must be treated before discharge into the water sources because they contain large amounts of dyes. Dyes are often resistant to biodegradation due to their complex structure. This property causes the colors to be toxic and carcinogenic. One of the methods of textile wastewater treatment is surface sorption. In this study, the natural adsorbents were used due to their low cost, suitable efficiency, minimum waste, and recyclability comparing to the commercial ones. The effect of four variables including pH, contact time, adsorbent concentration, and initial dye concentration on the efficiency of zeolite (clinoptilolite and synthesized) and biochar (rice husk and sawdust) adsorbents in sorption of methylene blue (MB) and dispersive red 60 (DR) dyes were examined using the response surface (RSM) methodology. Characterization of adsorbents was performed by BET, FT-IR, and SEM analyses. The optimization results showed that the highest sorption of MB by zeolite (natural and synthesized) and biochar coal (rice husk and sawdust) adsorbents were 99, 97, 66.2, and 89% at pH=10, 120 minutes, the adsorbent concentration of 20 g/L, and initial dye concentration of 50 mg/L for MB and 79, 79, 62 and 63% at pH=4, 5 minutes, the adsorbent concentration of 15.68 g/L, and 50 mg/L initial dye concentration for DR. The kinetics model of pseudo-second-order model (R2>90) was suitable for absorbing MB, except for rice paddy. Also, the proposed model for all adsorbents was the pseudo-second-order model for the DR with R2>90. The adsorbent concentration and pH have the most effect on the removal of dyes from aqueous solutions. The rate of the sorption of MB and DR by zeolite (natural and synthesized) and biochar coal (rice husk and sawdust) adsorbents had a higher correlation coefficient with the Langmuir equation than Freundlich. The sorption isotherm for DR by synthesized zeolite adsorbents and the biochar coal of rice dusk and MB by natural zeolite was more consistent with the Freundlich model. Furthermore, according to the results of column experiments, it was found that the percentage of sorption efficiency of MB and DR by natural zeolite was 98 and 46%, and for synthesized zeolite was 95 and 68.6, respectively. After the column regeneration with methanol and distilled water, the amount of sorption was reduced to 86.5 and 51.2% by natural ,zeolite and 94 and 51.2% by synthesized zeolite, respectively. Based on the obtained results, the sorption process using zeolite and biochar as effective adsorbents can be used to remove dyes from aqueous solutions.
