جذب فلزات سنگین به وسیله باطله های معدنی

چکیده پایان نامه کارشناسی ارشد

آلودگی های زیست محیطی

جذب فلزات سنگین به وسیله باطله های معدنی
اکرم نوری کمری

چکیده

رشد روز افزون جمعیت، توسعه صنعتی و افزایش مصرف آب بویژه در کشورهایی که در اقلیم خشک و نیمه خشک قرار دارند، موجب محدودیت جدی منابع آب برای مصارف گردیده است. در فاضلابهای صنعتی، ترکیبات مختلفی وجود دارند که مهمترین آنها، فلزات سنگین می‌باشند. با توجه به خاصیت تجمع‌پذیری این ترکیبات در بافت‌های مختلف موجودات و خواص سرطان‌زایی آنها، رعایت استانداردهای زیست محیطی تخلیه فاضلاب‌های صنعتی حاوی این عناصر ضروری است.

روش‌هایی که به طور معمول برای حذف فلزات سنگین از محلولهای آبی مورد استفاده قرار می‌گیرد عبارتند از:   انعقاد و ته‌نشینی، ترسیب شیمیایی، اسمز معکوس، جذب و تبادل یونی. اما به علت وجود محدودیت‌هایی مانند هزینه بالا در پاره‌ای از موارد بازده پایین این روش‌ها، در چند دهه­ ی اخیر مسأله­ ی جذب سطحی برای حذف فلزات سنگین با استفاده از جاذب‌های ارزان قیمت توجه زیادی را به خود معطوف داشته است.

دراین پژوهش،   از باطله‌های معدن سرب و روی ایرانکوه واقع در اصفهان بعنوان جاذب فلرات سنگین استفاده شد. برخی از خصوصیات باطله‌ها مانند ظرفیت تبادل کاتیونی(CEC)، ترکیب شیمیایی، فازهای تشکیل دهنده آنها و سطح ویژه بترتیب با روش‌های استات آمونیوم، XRD، XRF و N₂-BET تعیین شد. آزمایشات جذب به دو شیوه پیوسته و ناپیوسته،   با استفاده از محلول‌های آزمایشگاهی حاوی فلزات کادمیوم، روی، سرب، مس و نیکل و پساب‌های صنعتی آبکاری انجام گرفت. شرایط بهینه جذب درpH‌ های مختلف، غلظت اولیه یون فلزی، زمان، دانه‌بندی و مقدار جاذب در آزمایشات ناپیوسته(Batch)   و احیاء جاذب به روش ستونی مطالعه شد. برای اصلاح خصوصیات جذبی باطله‌ها،  سه تیمار اسیدی، بازی و آب مقطر انجام گرفت. زمان تعادل مناسب برای جذب کادمیوم30 دقیقه و برای روی 60 دقیقه به دست آمد. با افزایش pH، درصد جذب به علت افزایش مکان‌های جذب و کاهش رقابت یون H⁺، افزایش یافت و در سطح %5 معنی‌دار بود. حداکثر جذب فلزات کادمیوم و سرب در5=   H به ترتیب%62 و %76   و برای فلزات روی، مس، و نیکل در6= pH به ترتیب %53، %56 و %32 بدست آمد. برازش هم دما‌های جذب سطحی نشان داد که جذب فلزات روی، نیکل و مس توسط باطله‌ها با مدل خطی فروندلیچ وجذب سطحی کادمیوم با مدل خطی لانگمویر مطابقت دارند. جذب سرب با هر دو مدل به خوبی توصیف شد. با کاهش اندازه ذرات جاذب، درصد جذب به علت افزایش سطح ویژه افزایش یافت.   تفاوت تیمارها در جذب کادمیوم، روی و سرب در سطح %5 معنی‌دار بود.

تأثیر   تیمارها در جذب به این ترتیب بود: تیمار بازی < تیمار آب مقطر< تیمار اسیدی،   به طوریکه درصد جذب کادمیوم و سرب با تیمار بازی به بیش از %90 رسید. نتایج   آزمایشات ستونی باطله‌های بازی   نشان داد که باطله‌های اشباع شده بعد از عبور اسید و آب مقطر، توانایی جذب مجدد فلزات سنگین   بدون کاهش میزان جذب را دارند. در آزمایشات مربوط به پساب‌های صنعتی، در غلظت‌های پایین فلزات سنگین، درصد جذب بالا بود.از این رو می‌ توان نتیجه گرفت که باطله‌های معدنی قابلیت حذف فلزات سنگین از پسابهای صنعتی را دارند.

منبع : دانشګاه صنعتی اصفهان-دانشکده منابع طبیعی-ګروه محیط زیست

استاد راهنما : دکتر نورالله میرغفاری