ارزیابی دانه بلوط به عنوان جاذب رنگ از محلول های آبی
چکیده
وضع قوانین سخت زیست محیطی توسط دولت ها و ملاحظات اقتصادی موجب معطوف شدن توجه زیادی به جداسازی آلاینده ها از پساب های صنعتی شده است. فاضلاب صنایع، دارای حجم زیاد و از نظر کیفیت بسیار آلوده و متفاوت است و به همین دلیل از شرایط تصفیه پیچیده و مشکل برخوردار است. رنگ ها از مهم ترین آلوده کننده های فاضلاب صنایع بوده و حذف آن ها همواره هدف مهم در زمینه کنترل پساب صنایع است. از روش های متداول رنگزدایی می توان به انعقاد و لخته سازی، اکسیداسیون شیمیایی، تعویض یون، فرآیند های غشایی و فرآیند جذب سطحی اشاره کرد. انتخاب بهترین گزینه به غلظت اولیه مواد رنگزا در آب و هزینه های تصفیه بستگی دارد. استفاده از جاذب ها به دلایل اقتصادی و سهولت در بهره برداری، یکی از گزینه های مناسب برای کاهش و حذف رنگینه ها می باشد. به دلیل بالا بودن هزینه های فرآیند جذب و جاذب ها، همواره تلاش هایی برای جایگزینی جاذب های ارزان قیمت و یا طبیعی انجام شده است. هدف این تحقیق ارزیابی دانه بلوط به عنوان جاذبی طبیعی برای حذف رنگ از محلول های آبی می باشد. برای این منظور از میوه درختان بلوط استان چهارمحال و بختیاری استفاده شد. همچنین نمونه های رنگی از رنگینه های گروه reactive و acid با غلظت های متفاوت و به صورت ساختگی تهیه شدند. چهار عامل غلظت اولیه (در محدوده 50 تا mg/l150)، ph (در محدوده 2 تا 8)، سرعت اختلاط (در محدوده 80 تا rpm140) و دزجاذب (در محدوده 5/0 تا g2/1) به عنوان عوامل اصلی در فرآیند انتخاب و بررسی گردیدند. بدین منظور پس از انجام آزمایش های اولیه و انتخاب بازه تغییرات عوامل موثر، آزمایش ها در سه بخش انجام گرفتند: در بخش اول آزمایش های سینتیک جذب انجام گردیدند. نتایج نشان می دهد که برای رنگینه راکتیو، بالاترین زمان تعادل به ازای بزرگترین ph و به میزان 360 دقیقه بدست آمده است. برای ماده رنگزای اسیدی زمان تعادل 240 دقیقه تعیین گردید. در مورد هر دو ماده رنگزا، معادله شبه مرتبه دوم برازش بهتری از روند جذب ارائه کرده است. در بخش دوم آزمایش های بهینه سازی عوامل موثر در جذب انجام شدند. در این مطالعه به منظور کاهش تعداد آزمایش ها و همچنین کاهش هزینه و زمان انجام آزمایش ها از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد. به این منظور آرایه متعامد l16 انتخاب گردید. راندمان حذف در شرایط بهینه برای ماده رنگزای راکتیو برابر با 32/54% و برای ماده رنگزای اسیدی برابر با 62/64% بدست آمد. آنالیز واریانس نشان داد، برای رنگزای راکتیو دز جاذب بیشترین میزان مشارکت در پاسخ را دارد. آنالیز رنگزای اسیدی نشان از تاثیر بالای تغییر عامل ph در پاسخ داشت. نتایج حاکی از راندمان حذف بیش از 40 درصدی برای گروه رنگزای راکتیو و راندمان حذف 50 درصدی برای گروه رنگزای اسیدی دارد. همچنین بررسی نتایج بدست آمده از مقایسه کربن فعال با دانه بلوط نشان از راندمان کمتر دانه بلوط در حذف مواد رنگزای اسیدی و راندمان بیشتر جهت حذف رنگزای راکتیو دارد. آزمایش های بخش سوم مربوط به توصیف فرآیند جذب با استفاده از ایزوترم ها می باشد. ایزوترم های لانگمایر، فرندلیچ و bet برای این قسمت انتخاب شدند که برای هر دو ماده رنگزا، فرندلیچ مدل مناسب تری تشخیص داده شد