حذف كروم شش ظرفيتي از محيطهاي آبي با استفاده از جذب بر روي پودر آهن تجاري؛ مطالعه سينتيكي و تعادلي

Removal of Hexavalent Chromium from Aqueous Solution by Using Adsorption onto Commerical Iron Powder; Study of Equilibrium and Kinetics

مقدمه و هدف: يكي از عمده ترين آلاينده هاي محيط زيست پساب هاي صنعتي حاوي فلزات سنگين است. كروم از جمله فلزات سنگين مي باشد كه در پساب صنايع مختلف از جمله پساب صنايع آبكاري وجود دارد و بشدت براي انسان و محيط زيست سمي است. هدف از اين مطالعه بررسي جذب فلزات سنگين مثل كروم شش ظرفيتي بر روي پودر آهن تجاري به عنوان جاذب موثر، سريع و ارزان قيمت بود. روش كار: اين مطالعه از نوع تجربي- آزمايشگاهي بود كه در سيستم ناپيوسته انجام گرديد. در اين مطالعه حذف كروم شش ظرفيتي با استفاده از پودر آهن با تغييرات pH ، زمان تماس، مقدار اوليه پودر آهن تجاري و غلظت اوليه كروم شش ظرفيتي مورد بررسي قرار گرفت و نتايج توسط نرم افزار Excel تجزيه و تحليل گرديد. نتايج: نتايج حاصل از انجام آزمايشات مشخص ساخت كه كارايي حذف كروم شش ظرفيتي با افزايش pH و غلظت اوليه كروم شش ظرفيتي كاهش يافت. همچنين نتايج نشان داد كه با افزايش زمان تماس و مقدار پودر آهن، كارايي حذف افزايش يافت. به طوري كه با افزايش مقدار ماده جاذب از g/100ml 1/0 به g/100ml 5/1 در شرايط ثابت غلظت اوليه كروم شش ظرفيتي mg/L20 و 7=pH ، كارايي حذف از 5/47% به 5/92% افزايش يافت. همچنين در شرايط ثابت غلظت اوليه كروم شش ظرفيتي mg/L20، 7=pH و مقدار پودر آهن g/100ml 1/0 با افزايش زمان تماس از 2 دقيقه به 120دقيقه كارايي حذف از 1/41% به 51/48% افزايش يافت. همچنين دادهاي تجربي تعادل جذب با مدل هاي ايزوترم جذب فروندليخ و لانگمير و مدلهاي سينتيكي شبه درجه اول، شبه درجه دوم و شبه درجه اول اصلاح شده مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه كه سينتيك فرايند جذب از مدل سينتيك شبه درجه دو، و داده هاي تعادلي از مدل ايزوترمي لانگمير پيروي مي كند. نتيجه نهايي: در مجموع نتايج حاصل از انجام آزمايشات مشخص ساخت كه مي توان از پودر آهن تجاري به عنوان يك روش موثر، سريع و ارزان در جهت حذف كروم شش ظرفيتي از محلول هاي آبي استفاده كرد.

Introduction & Objective: Industrial wastewaters including heavy metals, are one of the important sources of environmental pollution. Heavy metals such as chromium is found in plating wastewater and is harmful for human health and environment. The purpose of the present study was to investigate adsorption of hexavalent chromium Cr (VI) from aqueous solution onto commerical Iron powder as an effective, faster ,and cheaper adsorbent. Materials & Methods: This research was an experimental- lablatory study done in batch system. This study investigated the removal of hexavalent chromium by using commerical Iron powder with variation pH, contact time, Iron powder dose and initial hexavalent chromium concentration in batch system , and the result was analyzed by Excel software. Results: The results showed that the removal efficiency decreased with increasing pH and initial chromium concentration. Also the results showed that the removal efficiency increased with increasing Iron powder dose and contact time. With increasing adsorbent dose from 0.1g/100cc to 1.5 g/100cc, the removal efficiency increased from 47.5% to 92.5 % in constant conditions (pH=7, initial hexavalent chromium concentration = 20 mg/L ). Also removal efficiency increased from 41.1% to 48.5% with increasing contact time from 2 min to 120 min in constant conditions (pH=7, Iron powder= 0.1g/100cc, initial hexavalent chromium concentration= 20 mg/L). Experimental isotherms and kinetics models were assessed by Langmuir and Freundlich isotherms and pseudo-first-order, pseudo-second-order kinetics and modifed pseudo-first-order models. The results showed that the data were acceptably explained by Langmuir isotherms and pseudo-second-order kinetics models, respectively. Conclusion: The results showed that the removal of hexavalent chromium from aqueous solution using sawdust can be done faster and cheaper.