بررسي جذب فلزات سنگين سرب و روي در پساب¬هاي شور با استفاده از جاذب‌ها

علوم و مهندسي آب گرايش آبياري و زهكشي

3/1/2025 12:00:00 AM

امروزه، آلودگي ناشي از فاضلاب‌هاي حاوي فلزات سنگين به‌عنوان يكي از جدي‌ترين چالش‌هاي زيست‌محيطي در سطح جهاني مطرح است. تخليه اين فاضلاب‌ها به محيط‌زيست بدون انجام فرآيندهاي تصفيه مناسب مي‌تواند خسارات جبران‌ناپذيري به اكوسيستم‌ها وارد كند. در اين راستا، استفاده از جاذب‌هاي مشتق شده از ضايعات كشاورزي و صنعتي به‌عنوان راهكاري اقتصادي و مؤثر براي جداسازي فلزات سنگين از فاضلاب و كاهش هزينه‌هاي تصفيه مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، عملكرد چهار نوع جاذب شامل بيوچار، نانوبيوچار، بيوچار تركيب‌شده با كربن فعال و نانوبيوچار تركيب‌شده با نانوكربن فعال براي جذب فلزات سنگين از فاضلاب شور مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش‌ها به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي و به روش ناپيوسته انجام شد. تيمارهاي شوري در سه سطح (1، 10 و 20 دسي‌زيمنس بر متر) و غلظت‌هاي فلزات سنگين سرب و روي در چهار سطح (0، 50، 100 و 200 پي‌پي‌ام) در سه تكرار اعمال شدند. ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي جاذب‌ها قبل و پس از فرآيند جذب با استفاده از روش‌هاي BET، FTIR، XRD و SEM مورد بررسي قرار گرفت. همچنين از مدل‌هاي ايزوترم و سينتيك براي تحليل رفتار جاذب‌ها و درك بهتر مكانيسم‌هاي جذب استفاده شد. نتايج نشان داد كه بيوچار تركيب‌شده با كربن فعال بهترين عملكرد را در جذب يون‌هاي شور داشته و با ظرفيت جذب 202/95 ميلي‌گرم بر گرم در شوري 20 دسي‌زيمنس بر متر، بيشترين ميزان جذب را به خود اختصاص داد. پس از آن، جاذب‌هاي نانوبيوچار+نانوكربن فعال، نانوبيوچار و بيوچار به ترتيب بيشترين ظرفيت جذب را داشتند. با افزايش غلظت فلزات سنگين سرب و روي در فاضلاب، راندمان نمك‌زدايي كاهش يافت. همچنين با افزايش سطوح شوري، درصد جذب سرب و روي روند كاهشي نشان داد؛ با اين حال در شوري 20 دسي‌زيمنس بر متر، تمامي جاذب‌ها بيش از 90 درصد فلزات سنگين موجود در فاضلاب را حذف كردند. تحليل مدل ايزوترم نشان داد كه جاذب‌هاي نانوبيوچار و نانوبيوچار+نانوكربن فعال با مدل فرندليچ برازش بهتري دارند كه نشان‌دهنده كنترل فرآيند جذب توسط سطوح ناهمگن است. همچنين نتايج مدل‌هاي سينتيك حاكي از آن بود كه مدل سينتيك شبه‌درجه‌دو، بهترين توصيف را از سرعت جذب فلزات سنگين ارائه مي‌دهد. به‌طور كلي، جاذب‌هاي تركيبي نقش مؤثرتري در كاهش شوري و حذف فلزات سنگين از فاضلاب ايفا كردند. اين مطالعه نشان مي‌دهد كه استفاده از جاذب‌هاي مبتني بر بيوچار و نانومواد مي‌تواند به‌عنوان راهكاري كارآمد و مقرون‌به‌صرفه براي تصفيه فاضلاب‌هاي شور حاوي فلزات سنگين مورد استفاده قرار گيرد

233483

دانشگاه اردكان

سلطاني گردفرامرزي سميه soltani gerdefaramarzi somayeh