بررسي سينتيكي و تعادلي حذف كروم شش ظرفيتي از محيط‌هاي آبي با استفاده از جذب بر روي خاكه اره درخت توسكا اصلاح شده

Removal of hexavalent chromium Cr (VI) from Aqueous Solution using Adsorption onto Modified alder Sawdust: A Study of Equilibrium and Kinetics

چكيده مقدمه: سالانه مقادير زيادي فاضلاب از منابع خانگي، كشاورزي و صنعتي وارد محيط زيست مي‌شود كه حاوي غلظت بالايي از مواد شيميايي آلي و غير‌آلي نظير حلال‌هاي هيدروكربنه، فلز‌هاي سنگين، حشره‌كش‌ها و رنگ‌ها است. يكي از عمده‌ترين آلاينده‌هاي محيط زيست كه در پساب صنايع مختلف از جمله آبكاري وجود دارد فلزات سنگين هستند كه خطر زيست محيطي داشته و براي سلامت انسان زيان آورند. كروم از جمله فلزات سنگيني است كه در پساب صنايع مختلف از جمله پساب صنايع آبكاري وجود دارد و بشدت براي انسان و محيط زيست سمي است. هدف: بررسي جذب فلزات سنگين مثل كروم شش ظرفيتي بر خاكه اره درخت توسكا اصلاح شده با فرمالدييد، اسيد سولفوريك و بي‌كربنات سديم به عنوان جاذب ارزان قيمت. مواد و روش‌ها: اين تحقيق مطالعه‌اي تجربي-آزمايشگاهي بود. حذف كروم شش ظرفيتي از محيط‌هاي آبي با استفاده از خاكه اره درخت توسكا اصلاح شده و تغيير مدت تماس، غلظت اوليه كروم شش ظرفيتي، pHو مقدار ماده جاذب در سيستم ناپيوسته بررسي شد. غلظت باقيمانده كروم شش ظرفيتي نيز به روش 1/5 دي فنيل كربازايد توسط اسپكتروفتومتر در طول موج540 نانومتر تعيين و نتايج با نرم افزار Excel تجزيه و تحليل شد. نتايج: راندمان حذف كروم شش ظرفيتي با افزايش pH و غلظت اوليه كروم شش ظرفيتي كاهش يافت. همچنين، با افزايش مدت تماس و مقدار ماده جاذب، راندمان حذف افزايش پيدا كرد. هم‌چنين، داده‌هاي سينتيكي و تعادلي جذب با الگو‌هاي سينتيك شبه درجه يك و شبه درجه دو و مدل ايزوترم جذب فروندليخ و لانگمير بررسي شد. نتايج نشان داد كه سينتيك فرآيند جذب از مدل سينتيك شبه درجه دو و داده‌هاي تعادلي از مدل ايزوترمي لانگمير پيروي مي‌كنند. نتيجه‌گيري: مي‌توان از خاكه اره درخت توسكا اصلاح شده به عنوان روشي موثر و ارزان براي حذف كروم شش ظرفيتي از محلول‌هاي آبي استفاده كرد.

Abstract Introduction: A huge volume of wastewater from household, agriculture and industrial sources is released into the environment, which contains high level concentration of organic and inorganic materials such as hydrocarbonic solvents, heavy metals, insecticides and dyes. Heavy metals are one of the most important pollutants discharged by industries such as the electroplating and have adverse effects on environment and human health. Heavy metals such as chromium are found in plating wastewater and is harmful for human health and environment. Objective:The purpose of present study was to investigate the adsorption of heavy metals such as chromium onto modified alder sawdust by formaldehyde, sulfuric acid and sodium bicarbonate, as a cheaper adsorbent. Materials and Methods: This research was an experimental-laboratory type which investigated the removal of hexavalent chromium from aqueous solution by using modified alder sawdust with variation contact time, initial Cr(VI) concentrations pH and adsorbent dose in batch system, the residual Cr(VI) concentration was analyzed by 1,5-diphenylcarbazide method by a spectrophotometer at a wavelength of 540 nm. Then, the results were analyzed by Excel software. Results: Results showed the removal efficiency was decreased by increasing of pH and initial chromium concentration. Also, the results showed the removal efficiency was increased by increasing of adsorbent dose and contact time. Experimental isotherms and kinetic models were assessed by pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetics and Langmuir and Freundlich isotherms models. The results show that the data were explained acceptably by pseudo-second-order kinetics and Langmuir isotherms models, respectively. Conclusion: The results showed that the removal of hexavalent chromium from aqueous solution can be done by using modified alder sawdust, both at lower cost and more effectively.