بررسي حذف رنگ‌هاي آزو از محلول‌هاي آبي با استفاده از بيومس جلبك قهوه‌اي سيستوسيرا اينديكا

Removal of Azo dyes from aqueous solutions by biomass of brown algae Cystoseira indica

زمينه و هدف: آلودگي پساب بسياري از صنايع نظير صنعت نساجي به‌دليل دارا بودن رنگ زياد يكي از معضلات مهندسين بهداشت محيط است. در اين مطالعه بيوجذب دو رنگ آزو، مشكي مستقيم 19 و قرمز مستقيم 23 روي جلبك قهوه‌اي سيتوسيرا اينديكا مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش‌ها: به‌منظور پايداري و افزايش ظرفيت جذب، بيومس تحت پردازش با كلرايد كلسيم قرار گرفت. تأثير پارامترهاي بهره‌برداري نظير زمان تماس،pH ، غلظت اوليه ي رنگزا و اثر مقدار بيوجاذب در حذف رنگزا بررسي گرديد. اندازه‌گيري‌ها توسط اسپكتروفتومتر انجام شد. تعادل و سينتيك جذب با مدل هاي ايزوترم و سينتيك تطبيق داده شد و حداكثر ظرفيت جذب محاسبه گرديد. يافته‌ها: مطالعات سينتيكي نشان داد كه فرآيند بيوجذب اين رنگ‌ها در مدت زمان 120 دقيقه به تعادل رسيده (89/3 درصد رنگ قرمز مستقيم 23 و 69/02 درصد رنگ مشكي مستقيم 19 حذف شد) و از مدل شبه درجه دوم پيروي مي‌كنند. بيشترين ظرفيت جذب در pH 5 (mg/g 2/4) حاصل گرديد. با افزايش غلظت اوليه هر كدام از محلول‌هاي رنگي و كاهش دوز بيومس جلبكي ميزان ظرفيت جذب كاهش مي‌يابد. مطالعات ايزوترم نيز نشان داد كه بيوجذب اين رنگ‌ها با مدل فروندليچ تطابق دارد. نتيجه‌گيري: بيوجذب رنگ‌هاي آزو انتخابي روي بيومس جلبك سيستوسيرا اينديكا سريع بوده و مي‌توان با تعيين شرايط بهينه زمان تماس، pH، غلظت اوليه رنگ و دوز جاذب، از جلبك سيتوسيرا اينديكا به‌عنوان يك جاذب ارزان براي حذف رنگ‌هاي آزو از محلول‌هاي آبي استفاده كرد.

Background: The effluent of textile industries is high dyefully and this is one of most problems for environmental health engineers. Two Azo dyes biosorption, direct black 19 and direct red 23, on Cystoseira indica, an invasive macroalga in Iran, has been investigated using visible absorption spectroscopy. Material and methods: Pre-treatment and chemical cross-linking with CaCl2, have been conducted in order to improve the stability as well as the biosorption capacity of the algal biomass. All measurements were conducted by UV-Visible Spectrophotometer. The effects of operating parameters such as contact time, pH, initial dye concentration and amount of biosorbent on the dye removal efficiency were investigated. The biosorption has been described in terms of isotherm and kinetic models; from the maximum adsorption capacity values, an estimation of the algal specific surface area was made. Results: It has been found that biosorption kinetics can be described according to the pseudo second order model and biosorption equilibrated for 120 min (89.3% of direct red 23 and 69.02% of direct black 19 removed). Maximum biosorption found at pH 5 (2.4mg/g). It also observed increasing initial dye concentration and decreasing biomass dosage would reduce dye removal. Isotherm studies also revealed the dye biosorption on algal biomass followed from Freundlich model. Conclusion: Biosorption of selected Azo dyes onto algal biomass, Cystoseira indica was fast and more dye is eliminated in the first hour. So, by determining the optimum conditions of contact time, pH, initial dye concentration and biosorbent dosage, Cystoseira indica can be used as an inexpensive sorbent for removal of Azo dyes from aqueous solutions.