بررسي مقايسه اي پوسته آهكي مرجان و پوسته آهكي مرجان دريايي پوشش داده شده با سولفات آلومينيوم به عنوان جاذب در حذف آرسنيك از محيط هاي آبي: مطالعه تعادلي و سينتيكي

Investigation Comparison of Coral Limestone and Aluminium Sulfat-Coated Coral Limestone as an Adsorbent in Arsenic(V) removal of aqueous solution: Equilibrium and Kinetic Study

زمينه و هدف: غلظت آرسنيك در آب آشاميدنی به دليل اثرات مضر آن برروی سلامت انسان بسيار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از اين تحقيق بررسی تاثير پوسته آهكی و پوسته آهكی مرجان دريايی پوشش داده شده با سولفات آلومينيوم به عنوان يك جاذب بر كارايی حذف آرسنيك از محيط های آبی است. روش بررسی: در اين تحقيق كه در مقياس آزمايشگاهی انجام گرفته است، ابتدا طی مراحل متعددی گرانول مرجان آهكی با مش 30 تهيه شد سپس راندمان حذف آرسنات در شرايط مختلف و با تغيير فاكتورهای موثر شامل pH، زمان تماس و مقدار جاذب بدون پوشش و پوشش داده شده با سولفات آلومينيوم مورد بررسی قرار گرفت. همچنين دادههای حاصل از اين تحقيق با مدل لانگمير و فروندليچ و داده های سينتيك با مدل های pseudo- first order، pseudo- second order و modifited pseudo- first order تطبيق داده شده است. يافته ها: با افزايش pH محلول از 3 به 10 در غلظت 500 μg/L آرسنات و 5 g/L جاذب و زمان ماند 120 min كارايی حذف برای جاذب بدون پوشش و پوشش دار به ترتيب از 100% به 86/2% و 100% به 92/2% كاهش يافت. با افزايش مقدار اين دو ماده جاذب از 1 g/Lبه 5 و زمان ماند 120 min كارايی حذف به ترتيب از 76% به 99/2% و 66/3% به 91/1% افزايش يافت. كارايی حذف آرسنات با زمان تماس و مقدار جاذب رابطه مستقيم و با غلظت اوليه آرسنات و pH رابطه معكوس داشته است. همچنين كارايی حذف جاذب پوشش دار بيشتر از جاذب بدون پوشش است. بهترين مدل ايزوترم جذب در اين دو فرآيند برای آرسنات مدل لانگموير و سينتيك جذب با مدل درجه دوم بهتر توصيف شد. نتيجه گيری: با توجه به راندمان حذف مناسب، هزينه پايين فرآيند و عدم توليد مواد مضر برای محيط زيست می توان از مرجان های دريايی خليج فارس به عنوان يك جاذب در حذف آلاينده های محيط زيست مانند آرسنات استفاده نمود.

Backgrounds and Objectives: Determination of arsenic(As) in drinking water has received increasing interest due to its detrimental effects on health. The aim of this research is to investigate effect of coating coral limestone using aluminum sulfate as an adsorbent on the arsenic(V) removal efficiency from aqueous solution. Materials and Methods: In this laboratory scale study, we prepared coral lime granules using mesh 30 during several stages. Then, we investigated the arsenate removal efficiency under different conditions and changing main factors including pH, contact time and amount of no coated and aluminum sulfate-coated adsorbent. Moreover, we fitted our results with Langmuir and Freundlich models and kinetic data with pseudo- first order, pseudo- second order and modified pseudo- first order models. Results: We found that increasing pH from 3 to 10 at arsenate concentration of 500 ppb and 5 g/l adsorbent and 120 min contact time, removal efficiency for no coated and coated adsorbent was reduced from 100 to 86.2% and from 100 to 92.2% respectively. Increasing concentration of both adsorbents from 1 to 5 g/l at contact time 120 min increased the removal efficiency from 76 to 99.2% and from 66.3 to 91.1% respectively. Arsenate removal efficiency was directly proportional with the amount of adsorbent and contact time and reversely proportional with the initial concentration of arsenate and pH. The removal efficiency of the coated adsorbent was more than uncoated adsorbent. Langmuir was the best sorption isotherm model for arsenate in these two processes and absorption kinetic was well described with second order models. Conclusion: Excellent removal efficiency, cost-effectiveness process, and lack of environmentally harmful substances make application of the Persian Gulf offshore corals a reasonable adsorbent to remove environmental contaminants such as arsenate.