بررسي سينتيكي و هم‌دماهاي تعادلي حذف آلاينده نفتي بنزن از محيط‌هاي آبي با استفاده از خاكستر مخروط كاج

امروزه، آلودگي آب با مواد نفتي يكي از مشكلات زيست‌محيطي كشورهاي نفت‌خيز از جمله ايران است. با توجه به اهميت موضوع، تصفيه آلاينده نفتي بنزن به‌وسيله زيست‌جاذب‌ها در طي ساليان اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. بنزن يك تركيب شيميايي آلي با فرمول مولكولي C6H6 است كه جزئي از نفت خام و يكي از مهم‌ترين مواد پتروشيمي است. حد مجاز سازمان بهداشت جهاني (WHO) براي بنزن در آب آشاميدني10 ميكروگرم بر ليتر است. در سال‌هاي اخير، مواد زائد كشاورزي به علت هزينه كم، سازگاري با محيط زيست، قابل دسترس بودن به‌طور طبيعي از ميان انواع ديگر جاذب ها كه براي درمان فاضلاب به كار گرفته مي شوند ترجيح داده مي‌شود. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي حذف بنزن توسط تكنيك ناپيوسته (پيمانه‌اي) و پيوسته (ستوني) و پارامترهاي مؤثر بر آن است. در اين پژوهش، خاكستر مخروط كاج براي حذف بنزن از محلول‌هاي آبي استفاده شد و قابليت اين ماده به‌عنوان جاذب با تغييرات غلظت اوليه بنزن، مقدار جاذب، زمان تماس، تغيير دما و pH محلول مورد بررسي قرار گرفت. مدل‌هاي هم‌دماي جذب لانگموير و فروندليچ بر داده‌هاي جذب بنزن برازش داده شد. مدل‌هاي سينتيكي شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، پخشيدگي درون ذره‌اي و تابع تواني براي توصيف داده‌هاي سينتيك جذب بنزن مورد استفاده قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد جذب بهينه بنزن در 7=pH و جرم بهينه جاذب برابر100 گرم در ليتر ( 0/1 گرم در 10 ميلي ليتر) بدست آمد. زمان تعادل 10 دقيقه و حداكثر ظرفيت جذب 366 ميلي گرم بر گرم جاذب در غلظت بنزن 2000 ميلي گرم بر ليتر به‌دست آمد. از بين مدل‌هاي هم‌دماي جذب، مدل لانگموير بهترين برازش را بر داده‌ها نشان داد. همچنين، در مطالعات سينتيكي، مدل شبه مرتبه دوم بهترين برازش را بر داده‌هاي جذب بنزن داشت. براي تكميل بررسي‌ها روي جاذب معرفي شده، آزمايش‌هاي ستوني با ورود پيوسته محلول بنزن به ستون جاذب، تا زمان رسيدن جاذب به حد اشباع انجام شد. آزمايش‌هاي ستوني با قطر 3 سانتي‌متر، 3 گرم جاذب، غلظت ورودي 1000 ميلي‌گرم در ليتر و دبي 100 ميلي‌ليتر بر ساعت با ورود پيوسته محلول بنزن، نشان دادند كه حداكثر ظرفيت جذب ستون براي حذف بنزن، در برابر 295 ميلي‌گرم بر گرم ‌جاذب به‌دست مي‌آيد. با توجه به نتايج به‌دست آمده در اين آزمايش، مشخص شد كه خاكستر مخروط كاج قابليت بالايي در حذف بنزن از محيط‌هاي آبي دارا است.