تعيين پارامترها و ضرايب ترموديناميكي و سينتيكي حذف فسفر توسط رزين‌هاي تبادل يوني ضعيف

Determination of Thermodynamic and Kinetic Parameters During Sorption of Phosphorous by Weakly Anion Exchanger

حذف مقادير بيش از حد استاندارد فسفر به‌منظور جلوگيري از بروز پديده اتريفيكاسيون در منابع آبي ضروري است. در اين مطالعه از رزين آنيوني بازي ضعيف با سيكل OH- براي حذف فسفر از محلولهاي شبيه‌سازي شده استفاده گرديد. كليه آزمايش‌ها در سيستم ناپيوسته انجام گرفت. تاثير پارامترهاي مختلفي از جمله زمان واكنش، غلظت اوليه فسفر، pH محلول، مقدار رزين و دما بر روي كارايي حذف فرايند مورد بررسي قرار گرفت. بيشترين كارايي حذف فسفر در pH برابر 5 مشاهده گرديد. نتايج نشان داد كه رزين مورد استفاده قادر است كه مقدار فسفر موجود در محلولهاي شبيه‌سازي شده را از غلظتهاي 5 ، 10 و 15 ميلي‌گرم در ليتر در مدت زمان 150 دقيقه و در pH برابر 5 با حداقل 5/0 گرم در ليتر از رزين به كمتر از 8/0 ميلي‌گرم در ليتر برساند. نتايج حاصل از بررسي مدل‌هاي سينتيكي نشان داد كه روند حذف فسفر از مدل سينتيكي شبه درجه دوم پيروي مي‌كند. همچنين مشخص گرديد كه نفوذ فيلم مانند، مرحله محدود كننده جذب فسفر بر روي رزين مورد مطالعه است. نتايج حاصل از بررسي ترموديناميك واكنش نيز نشان داد كه واكنش حذف فسفر از لحاظ استوكيومتري خود به خودي صورت گرفته و واكنش از لحاظ دمايي از نوع واكنش‌هاي گرمازا است.

Removal of phosphorous for control of eutrophication in receiving water is necessary and of great concern for environmental protection. In this work, weak anion exchange resin with OH- was used for removal of phosphorous from model solution. All experiments were conducted in a batch system. Various parameters such as pH, initial phosphorous concentration, solution temperature, resin dosage and reaction time were studied. High removal was observed at pH 5. After 150 minute reaction time at pH 5 and 0.5 g/L of adsorbent, phosphorous concentration decreased form initial concentrations of 5, 10 and 15 mg/L to below 0.8 mg/L. Experimental data was best fitted onto pseudo-second order model. In addition it was found that film diffusion model is the main rate controlling step in this reaction. Thermodynamic studies demonstrated that removal of phosphorous is an exothermic reaction and randomness in solid-liquid surface during sorption process.