آب و فاضلاب، جلد ۳۳، شماره ۴، صفحات ۵۱-۷۰
عنوان فارسی کاربرد نانولوله‌های کربنی چند دیواره اصلاح شده در حذف فلزات روی و نیکل از پساب (مطالعه موردی: پساب شهرک صنعتی طارم زنجان)
چکیده فارسی مقاله فاضلاب‌های حاوی فلزات سنگین تولید شده توسط صنایع، اثرات مخربی بر محیط‌زیست دارند. بنابراین حذف آنها از پساب‌ها، اهمیت زیادی دارد. یکی از روش‌های مؤثر به‌منظور حذف فلزات سنگین، استفاده از روش جذب سطحی توسط نانوذرات است. این پژوهش با هدف حذف عناصر روی و نیکل از پساب شهرک صنعتی طارم زنجان با استفاده از نانولوله‌های کربنی چند دیواره اصلاح شده، انجام شد. در این پژوهش توصیفی- تحلیلی، اثر پارامترهای مؤثر شامل: زمان تماس، مقدار جاذب، pH، دما و غلظت یون‌های فلزی بر کارایی حذف فلزات Ni(II) و Zn(II) از فاضلاب و مدل‌های ایزوترم، سینتیک و ترمودینامیک فرایند جذب بررسی شد. به‌منظور اثبات نانولوله بودن و تعیین گروه‌های عاملی جاذب قبل و بعد از آماده‌سازی به‌ترتیب طیف SEM و FTIR گرفته شد. نتایج نشان داد جذب فلزات روی و نیکل به‌شدت به میزان pH وابسته است، به‌طوری که با افزایش pH پساب تا محدوده 8 و 7 به‌ترتیب برای فلزات Ni(II) و Zn(II)، درصد حذف یون‌های فلزی افزایش و سپس کاهش پیدا کرد. با افزایش مقدار جاذب و زمان تماس، درصد حذف یون‌های فلزی زیاد شد و با افزایش دمای واکنش و غلظت یون‌های فلزی موجود در پساب، درصد حذف یون‌های فلزی کاهش پیدا کرد. به‌طوری که بیشترین درصد حذف یون‌های Ni(II) و Zn(II) در مقدار جاذب 2 میلی‌گرم در لیتر، زمان تماس 120 دقیقه، غلظت 100 میلی‌گرم در لیتر و دمای 15 درجه سلسیوس به‌دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که جذب فلزات Ni(II) و Zn(II) از پساب از مدل جذب ایزوترم لانگمیر تبعیت می‌کنند و سینتیک جذب بر واکنش شبه‌مرتبه دوم (98/0R2>) منطبق است که این سازوکار به‌وسیله جذب سطحی کنترل شده است. همچنین با توجه به نتایج حاصل، با افزایش دما، انرژی آزاد استاندارد گیبس سیستم کاهش یافت که بیانگر آن است که فرایند جذب به‌صورت خودبه‌خودی انجام می‌شود. حداکثر ظرفیت جذب فلزات نیکل و روی به ترتیب 43 و mg/g 54 تعیین شد. با توجه به نتایج به‌دست آمده، نانولوله‌های کربنی چند دیواره اصلاح شده، کارایی خوبی در حذف فلزات نیکل و روی از پساب دارد و می‌توان از آنها در تصفیه فاضلاب‌های حاوی فلزات سنگین استفاده کرد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله نانولوله‌های کربنی، فلزات سنگین، جذب سطحی، فاضلاب، تصفیه،
عنوان انگلیسی Application of Modified Multi-Walled Carbon Nanotubes in Removal of Zinc and Nickel from Effluent (Case Study: Effluent of Tarom Industrial Town of Zanjan)
چکیده انگلیسی مقاله Wastewaters containing heavy metals produced by industries has detrimental effects on the environment. One of the effective methods for removal of heavy metals is the use of adsorption method by nanoparticles. The aim of this study was to remove zinc and nickel elements from effluents of Tarom industrial Town of Zanjan using modified multi-walled carbon nanotubes. In this descriptive-analytical study, effect of effective parameters such as contact time, adsorbent content, pH, temperature and concentration of metal ions on the removal efficiency of metals from Ni(II) and Zn(II) from wastewater and isotherm, kinetics and thermodynamic models of adsorption process was investigated. SEM and FTIR spectrums were taken to prove nanotubes and to determine adsorbent factor groups before and after preparation, respectively. The results of study showed that the absorption of Zn and Ni metals is highly dependent on pH. Study results showed that by increasing the pH of effluent up to the range of 8, and 7 for Ni(II) and Zn(II) metals, respectively, the removal percentage of metal ions increased and then decreased. By increasing in the adsorbent amount and contact time, the removal percentage of metal ions increased and by increasing the reaction temperature and concentration of metal ions in the effluent, the removal percentage of metal ions decreased. So that, the highest removal percentage of Ni(II) and Zn(II) ions was obtained in adsorbent value of 2 mg/L, contact time of 120 min, concentration of 100 mg/L and temperature of 15 °C. The results also showed that the adsorption of Ni(II) and Zn(II) metals from effluent follows Langmir isotherm absorption model and the adsorption kinetics is adapted to the second-order pseudo-reaction (R2>0.98), this mechanism is controlled by adsorption. Also, based on the obtained results, with increasing temperature, the free energy of Gibbs system standard decreased, which indicates the adsorption process is done spontaneously. The maximum adsorption capacity of nickel and zinc metals was 43 and 54 mg/g, respectively. According to the results, it is concluded that modified multi-walled carbon nanotubes have good ability to remove nickel and zinc from effluents and can be used in wastewater treatment containing heavy metals.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله نانولوله‌های کربنی, فلزات سنگین, جذب سطحی, فاضلاب, تصفیه
نویسندگان مقاله حمید حیدری |
دانشجوی دکترای تخصصی علوم و مهندسی محیط‌زیست، گروه مهندسی محیط‌زیست، واحد تنکابن، دانشگاه آزاد اسلامی، تنکابن، ایران

آپتین راه نورد راه نورد |
استادیار، گروه مهندسی محیط‌زیست، واحد تنکابن، دانشگاه آزاد اسلامی، تنکابن، ایران

فرید غلامرضا فهیمی |
استادیار، گروه مهندسی محیط‌زیست، واحد تنکابن، دانشگاه آزاد اسلامی، تنکابن، ایران

کیوان صائب |
دانشیار، گروه مهندسی محیط‌زیست، واحد تنکابن، دانشگاه آزاد اسلامی، تنکابن، ایران

نشانی اینترنتی https://www.wwjournal.ir/article_161775_319902b206bb122cb3243ae62550187b.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات