حذف كروم شش ظرفيتي از پساب شبيه‌سازي شده صنايع آبكاري توسط نانو ذرات مگهمايت

Removal of Cr (VI) from simulated electroplating wastewater by maghemite nanoparticles

مقدمه: حذف فلزات سنگين از فاضلاب‌هاي صنعتي به وسيله نانو ذرات آهن در طي ساليان اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. كروم به عنوان يكي ازآلاينده‌هاي داراي اهميت در محيط زيست محسوب مي‌گردد و در غلظت‌هاي بالا در پساب صنايع آبكاري وجود دارد. نانو ذرات آهن مغناطيسي، با استفاده از مكانيسم‌هاي جذب سطحي، تعويض يوني و نيروهاي الكترو‌استاتيك مي‌تواند در كنترل و حذف فلزات سنگين از فاضلاب‌هاي صنعتي مورد استفاده قرار گيرد هدف از انجام اين تحقيق بررسي كارآيي نانو ذرات مغناطيسي در حذف كروم شش ظرفيتي (VI) از پساب‌هاي شبيه‌سازي شده صنايع آبكاري و پارامترهاي مؤثر بر آن مي‌باشد. روش‌ها: نانو ذرات مگهمايت با استفاده از روش سل- ژل و با افزودن كلرور آهن دو و سه ظرفيتي در محيط مايي و تحت شرايط قليايي تهيه گرديد. سپس تأثير عوامل مؤثر بر اين فرآيند را كه شامل غلظت نانو ذره، غلظت اوليه كروم، pH محلول، سرعت اختلاط و زمان تماس مي‌باشند، بررسي گرديد. يافته‌ها: يافته‌هاي اين تحقيق نشان مي‌دهد كه در شرايط pH معادل 2، غلظت اوليه كروم 10 ميلي‌گرم بر ليتر، نانو ذرات مگهمايت توليد شده با دوز 1 گرم بر ليتر، زمان تماس 5 دقيقه و سرعت همزن 250 دور در دقيقه حدود 86 درصد ازكرم (VI) حذف مي‌گردد. خصوصيات نانو ذرات توليد شده شامل ساختار ذره، نوع تركيب، اندازه و زتا پتانسيل آن‌ها نيز با استفاده از دستگاه‌هاي XRD، XRF و Zeta and particle sizer تعيين گرديد. نتيجه‌گيري: از يافته‌هاي اين پژوهش نتيجه‌گيري مي‌شود كه نانو ذرات توليدي مگهمايت داراي كارايي بالايي درحذف كرم) VI) از پساب‌هاي شبيه‌سازي شده صنايع آبكاري بوده و راندمان حذف با pH رابطه عكس دارد.

Background: Removal of heavy metals from industrial wastewaters by iron nanoparticles has been much noticed in the recent years. Chromium is considered as one of the important environmental pollutants. There is high concentration of chromium in the wastewater of electroplating industries. Magnetic iron nanoparticles are used to control and eliminate of heavy metals from industrial effluents through the mechanisms of adsorption, ion exchange and electro-static forces. The aim of this study was to evaluate the efficiency of magnetic nanoparticles for removal of hexavalent chromium (VI) from simulated electroplating wastewater and the parameters that influence it removal. Methods: The maghemite nanoparticles were prepared by sol-gel method through addition of two and trivalent iron chloride in the water environment under alkaline conditions. Then the factors influencing this process, including nanoparticle concentration, initial concentration of chromium, pH, mixing rate, and retention time were studied. Findings: The findings of this study showed that in the conditions of pH = 2, initial chromium concentration of 10 mg/L, synthesized magnetite nanoparticles with a dose of 1 g/ L, retention time of 5 minutes, and mixing rate of 250 rpm, about 86% of chromium (VI) has been removed. In addition, characteristics of nanoparticles including, particles structure, composition, size and zeta potential was determined using analytical devices such as XRD, XRF, Zeta potential and particle seizer. Conclusion: It is concluded that magnetite nanoparticles have high performance for removal of chromium (VI) from simulated electroplating wastewater, and removal efficiency is reversely related with pH.