امکان سنجی حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی با استفاده از خاکستر فرار

Feasibility study of chromium (VI) removal from aqueous solution using fly ash


چاپ صفحه
پژوهان
صفحه نخست سامانه
مجری و همکاران
مجری و همکاران
منابع
منابع
علوم پزشکی شهید بهشتی
علوم پزشکی شهید بهشتی

مجریان: امین باقری , کتایون جهانگیری

کلمات کلیدی: کروم شش ظرفیتی، جذب، خاکستر فرار، محلول آبی

اطلاعات کلی طرح
hide/show

کد طرح 11392
عنوان فارسی طرح امکان سنجی حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی با استفاده از خاکستر فرار
عنوان لاتین طرح Feasibility study of chromium (VI) removal from aqueous solution using fly ash
کلمات کلیدی کروم شش ظرفیتی، جذب، خاکستر فرار، محلول آبی
نوع طرح بنیادی-کاربردی
نوع مطالعه مطالعه تجربی
مدت اجراء - روز 120
ضرورت انجام تحقیق تهیه آب سالم و گوارا برای مصرف کننده گان با هزینه های کم از اهداف مهم سیستم های تامین آب است. کروم فلزیست که در صنایع مدرن مانند پلاستیک سازی، رنگ سازی، نگهدارنده های چوب، چرم سازی، سیمان سازی، معادن و صنایع تولید کود استفاده شده و می تواند منابع آبی را آلوده نماید. کروم شش ظرفیتی برای انسان، حیوان، گیاهان و میکروارگانیسم بسیار سمی بوده و سبب ایجاد بیماریهای مختلفی همچون بیماری های پوستی، کلیوی، سرطان و حتی مرگ می گردد و بهمین خاطر بعنوان آلاینده خطرناک درجه اول در نظر گرفته می شود. روشهای مختلفی برای حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی بکار گرفته شده است. جذب بعنوان یک فرآیند ساده، با کارایی بالا و اقتصادی جهت حذف آلاینده هایی از قبیل فلزات سنگین از فاضلاب بحساب می آید. فرایند جذب به دلیل کم هزینه بودن، سادگی و راهبری آسان بسیار مورد توجه قرار گرفته است در این مطالعه از خاکستر فرار بعنوان ماده جانبی و زائد فرایندهای نیروگاهی جهت حذف کروم بعنوان یک آلاینده صنعتی شایع استفاده می شود تا هم کارائی فرایند جذب در حذف کروم از منابع آلوده سنجیده شود و هم با استفاده مجدد از یک ترکیب زائد کمکی مضاعف به حفظ محیط زیست نمائیم.
هدف کلی • امکان سنجی حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی با استفاده از خاکستر فرار
خلاصه روش کار جهت امکان سنجی حذف کروم شش ظرفیتی از محلول های آبی با استفاده از جاذب خاکستر فرار پایلوت مورد نظر ساخته می شود. در این مطالعه، ابتدا جهت ارتقا ظرفیت جذب خاکستر فرار، روش های مختلف اصلاح با استفاده از مواد مختلف استفاه خواهد شد. سپس روش بهینه اصلاح انتخاب و آزمایشات جذب با استفاده از خاکستر فرار اصلاح شده با استفاده از روش بهینه انجام می گیرد. بدین منظور، بررسی میزان جذب کروم شش ظرفیتی توسط خاکستر فرار در شرایط بسته (Batch) در بشرهای 100 میلی لیتری بر روی نمونه های آب دی یونیزه که بصورت مصنوعی به آنها کروم شش ظرفیتی اضافه شده است، انجام میگیرد. نمونه های جاذب از نیروگاه برق تهیه شده و سپس آسیاب گشته وبعد از آماده سازی بر اساس اندازه توسط الک در اندازه های 20 تا 40 مش دسته بندی میگردند.محلول مادر 100 میلی گرم در لیتر کروم شش ظرفیتی را با استفاده از نمک K2Cr2O7 وآب دی یونیزه تهیه نموده و ازذخیره مربوطه رقتهای 5 تا 100 میلیگرم در لیتر را تهیه میکنیم وپارامترها زیر تعیین می گردد: زمان ماند مناسب، pH، دوز بهینه و غلظت بهینه سپس ایزوترمهای واکنش با استفاده از معادله های ریاضی فروندلیش ویا لانگمویرو تمکین تعیین می شود. با توجه به اینکه مقدار کروم شش ظرفیتی بصورت مصنوعی به آب مقطر اضافه میشود و با خودش سنجیده می شود. حجم نمونه با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی (CCD) و (Full Factorial) و با استفاده از نرم افزار R انجام خواهد شد. در مجموع 44 آزمایش برای تعیین شرایط بهینه انجام خواهد شد و به دنبال آن با استفاده از شرایط بهینه به دست آمده، ایزوترم و سینتیک جذب و پارامترهای مهم این دو عامل مهم در فرآیند جذب سطحی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

اطلاعات مجری و همکاران
hide/show

نام و نام‌خانوادگی سمت در طرح نوع همکاری درجه‌تحصیلی پست الکترونیک
امین باقریمجریاجراء طرحدکترای تخصصی پی اچ دیbagheri.sbmu@gmail.com
سید کمال غدیریهمکارجمع آوری نمونه ها kamalgh2005@gmail.com
نادر یوسفیهمکارمتدولوژیست yousefinader@gmail.com
رعنا فکریهمکاربررسی متون geregory@gmail.com
کتایون جهانگیریمجری اصلیاجراء طرحدکترای تخصصی پی اچ دیk.jahangiri@sbmu.ac.ir

منابع
hide/show

1. Pillai SS, Mullassery MD, Fernandez NB, Girija N, Geetha P, Koshy M. Biosorption of Cr (VI) from aqueous solution by chemically modified potato starch: Equilibrium and kinetic studies. Ecotoxicology and environmental safety. 2013;92:199-205. 2. Sadyrbaeva TZ. Removal of chromium (VI) from aqueous solutions using a novel hybrid liquid membrane—electrodialysis process. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2016;99:183-91. 3. Saputro S, Yoshimura K, Matsuoka S, Takehara K, Aizawa J, Tennichi Y. Speciation of dissolved chromium and the mechanisms controlling its concentration in natural water. Chemical Geology. 2014;364:33-41. 4. Verma A, Chakraborty S, Basu J. Adsorption study of hexavalent chromium using tamarind hull-based adsorbents. Separation and Purification Technology. 2006;50(3):336-41. 5. Alvarado L, Torres IR, Chen A. Integration of ion exchange and electrodeionization as a new approach for the continuous treatment of hexavalent chromium wastewater. Separation and Purification Technology. 2013;105:55-62. 6. Kaya A, Onac C, Alpoguz HK. A novel electro-driven membrane for removal of chromium ions using polymer inclusion membrane under constant DC electric current. Journal of hazardous materials. 2016;317:1-7. 7. Petala E, Baikousi M, Karakassides MA, Zoppellaro G, Filip J, Tuček J, et al. Synthesis, physical properties and application of the zero-valent iron/titanium dioxide heterocomposite having high activity for the sustainable photocatalytic removal of hexavalent chromium in water. Physical Chemistry Chemical Physics. 2016;18(15):10637-46. 8. Mane V, Suryawanshi M, Kumbhar G, Sahu PL, Gajbhiye PS. ADSORPTION FOR THE REMOVAL OF CHROMIUM USING NATURAL ADSORBENTS. 2016. 9. Dehghani MH, Sanaei D, Ali I, Bhatnagar A. Removal of chromium (VI) from aqueous solution using treated waste newspaper as a low-cost adsorbent: Kinetic modeling and isotherm studies. Journal of Molecular Liquids. 2016;215:671-9. 10. Celik M, Özdemir B, Turan M, Koyuncu I, Atesok G, Sarikaya H. Removal of ammonia by natural clay minerals using fixed and fluidised bed column reactors. Water Science and Technology: Water Supply. 2001;1(1):81-8. 11. Chatterjee S, Lee DS, Lee MW, Woo SH. Nitrate removal from aqueous solutions by cross-linked chitosan beads conditioned with sodium bisulfate. Journal of hazardous materials. 2009;166(1):508-13. 12. Rodríguez-Maroto J, García-Herruzo F, García-Rubio A, Gómez-Lahoz C, Vereda-Alonso C. Kinetics of the chemical reduction of nitrate by zero-valent iron. Chemosphere. 2009;74(6):804-9. 13. Karimi M, Entezari MH, Chamsaz M. Sorption studies of nitrate ion by a modified beet residue in the presence and absence of ultrasound. Ultrasonics sonochemistry. 2010;17(4):711-7. 14. Nga NK, Hong PTT, Dai Lam T, Huy TQ. A facile synthesis of nanostructured magnesium oxide particles for enhanced adsorption performance in reactive blue 19 removal. Journal of colloid and interface science. 2013;398:210-6. 15. Zhang M, Li A, Zhou Q, Shuang C, Zhou W, Wang M. Effect of pore size distribution on tetracycline adsorption using magnetic hypercrosslinked resins. Microporous and Mesoporous Materials. 2014;184:105-11. 16. Pouretedal H, Sadegh N. Effective removal of Amoxicillin, Cephalexin, Tetracycline and Penicillin G from aqueous solutions using activated carbon nanoparticles prepared from vine wood. Journal of Water Process Engineering. 2014;1:64-73. 17. Madrakian T, Afkhami A, Ahmadi M. Adsorption and kinetic studies of seven different organic dyes onto magnetite nanoparticles loaded tea waste and removal of them from wastewater samples. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2012;99:102-9. 18. Özcan A, Ömeroğlu Ç, Erdoğan Y, Özcan AS. Modification of bentonite with a cationic surfactant: an adsorption study of textile dye Reactive Blue 19. Journal of hazardous materials. 2007;140(1):173-9. 19. Visa M, Chelaru A-M. Hydrothermally modified fly ash for heavy metals and dyes removal in advanced wastewater treatment. Applied Surface Science. 2014;303:14-22. 20. Hałas P, Kołodyńska D, Płaza A, Gęca M, Hubicki Z. Modified fly ash and zeolites as an effective adsorbent for metal ions from aqueous solution. Adsorption Science & Technology. 2017:0263617417700420. 21. Bandura L, Franus M, Józefaciuk G, Franus W. Synthetic zeolites from fly ash as effective mineral sorbents for land-based petroleum spills cleanup. Fuel. 2015;147:100-7. 22. Xiyili H, Çetintaş S, Bingöl D. Removal of some heavy metals onto mechanically activated fly ash: Modeling approach for optimization, isotherms, kinetics and thermodynamics. Process Safety and Environmental Protection. 2017;109:288-300. 23. Ahmed MJK, Ahmaruzzaman M. A review on potential usage of industrial waste materials for binding heavy metal ions from aqueous solutions. Journal of Water Process Engineering. 2016;10:39-47. 24. Asmaly HA, Ihsanullah, Abussaud B, Saleh TA, Laoui T, Gupta VK, et al. Adsorption of phenol on aluminum oxide impregnated fly ash. Desalination and Water Treatment. 2016;57(15):6801-8. 25. Li F, Wu W, Li R, Fu X. Adsorption of phosphate by acid-modified fly ash and palygorskite in aqueous solution: Experimental and modeling. Applied Clay Science. 2016;132:343-52. 26. Zhou J, Wang Y, Wang J, Qiao W, Long D, Ling L. Effective removal of hexavalent chromium from aqueous solutions by adsorption on mesoporous carbon microspheres. Journal of colloid and interface science. 2016;462:200-7. 27. Adamczuk A, Kołodyńska D. Equilibrium, thermodynamic and kinetic studies on removal of chromium, copper, zinc and arsenic from aqueous solutions onto fly ash coated by chitosan. Chemical Engineering Journal. 2015;274:200-12. 28. Ali A, Saeed K, Mabood F. Removal of chromium (VI) from aqueous medium using chemically modified banana peels as efficient low-cost adsorbent. Alexandria Engineering Journal. 2016;55(3):2933-42. 29. Elmolla ES, Hamdy W, Kassem A, Abdel Hady A. Comparison of different rice straw based adsorbents for chromium removal from aqueous solutions. Desalination and Water Treatment. 2016;57(15):6991-9. 30. Hackbarth FV, Maass D, de Souza AAU, Vilar VJ, de Souza SMGU. Removal of hexavalent chromium from electroplating wastewaters using marine macroalga Pelvetia canaliculata as natural electron donor. Chemical Engineering Journal. 2016;290:477-89. 31. Kaya K, Pehlivan E, Schmidt C, Bahadir M. Use of modified wheat bran for the removal of chromium(VI) from aqueous solutions. Food Chemistry. 2014;158:112-7. 32. Li S, Cooke RA, Wang L, Ma F, Bhattarai R. Characterization of fly ash ceramic pellet for phosphorus removal. Journal of Environmental Management. 2017;189:67-74. 33. Panda H, Tiadi N, Mohanty M, Mohanty CR. Studies on adsorption behavior of an industrial waste for removal of chromium from aqueous solution. South African Journal of Chemical Engineering. 2017;23:132-8.