بررسي كارايي ستون حاوي پلي اكريلونيتريل پوشش داده شده با نانو ذرات اكسيد آهن در حذف نيترات

Efficiency Assessment of Fixed Bed Adsorption Column for the Removal of nitrate using PAN-oxime-nano Fe2O3

زمینه و هدف: نیترات از جمله آنیون‌های موجود در آب است كه به لحاظ بهداشت عمومی دارای اهمیت زیادی است. فعالیت های مختلف انسانی در كنار منابع طبیعی ناشی از انحلال كانی‌های حاوی این نمك در ورود آن به منابع آبی نقش بسزایی دارد. هدف این تحقیق بررسی كارایی حذف نیترات از محیط آبی توسط ستون حاوی پلی اكریلونیتریل پوشش داده شده با نانو ذرات اكسید آهن است. روش بررسی: پلی اكریلونیتریل عامل‌دار شده و پوشش داده شده با نانوذرات آهن سنتز گردید و بعنوان ماده جاذب درون ستونی شیشه‌ای ریخته شد. مخزن محلول نیترات در قسمت بالایی ستون تعبیه گردید. محلول نیترات (mg/L 100) از داخل مخزن توسط میكروست در دبی‌های 2، 5 و mg/L 7 وارد ستون شد و كارایی حذف مورد بررسی قرار گرفت. میزان جذب همچنین در حضور میزان متفاوت جاذب (ارتفاع‌های مختلف) 10،15و cm 20 مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد كه داده‌ها از فرمول توماس پیروی نموده و بر طبق آن نمودار نقطه شكست نیز ترسیم گردید. همچنین نتایج نشان داد ستون در دبی‌های پایین موثرتر عمل كرده است. هرچه میزان جریان افزایش یافته زمان نقطه شكست كم شده است. در ارتفاع‌های پایین‌تر از ستون بدلیل زمان كم جهت تماس نیترات با جاذب‌، نقطه شكست از 9 به h 4 كاهش یافت هنگامی‌كه دبی ورودی از 2 به mL/min 7 افزایش یافت. نتیجه‌گیری: ستون حاوی جاذب در حذف نیترات موثر عمل كرد. در ارتفاعات بیشتری از ستون حذف بالاتر بود. داده‌ها از فرمول توماس تبعیت كردند. داده‌های حاصل از ستون جذب با رگرسیون لجستیك هماهنگی بالایی نشان دادند.

Background and Objective: Nitrate is one of the dissolved anions having great health importance in water. Human activities and natural sources are considered as the main roots of nitrate intrusion in to water bodies. The main objective of this paper was to study nitrate removal by packed bed column filled with (PAN)-oxime-nano Fe2O3. Materials and Methods: PAN-oxime-nano Fe2O3 were synthesized and used as an adsorbent in glass column for the removal of nitrate from aqueous solution. Nitrate solution tank was set above the prepared column. The effect of factors, such as flow rate (2, 5, and 7 mL/min) and bed depth (5, 10, and 15 cm) were studied. Results: It was found that the data fit well with Thomas model and breakthrough curve was designed accordingly. The column performed well at lowest flow rate. As the flow rates and time increased, earlier breakthrough was observed. The column breakthrough time (Ce/C0 = 0.05) was reduced from 9 to 4 h, as the flow rates increased from2 to 7 mL/min. Conclusion: fixed-bed using PAN-oxime-nano Fe2O3 exhibited good removal of nitrate. The adsorption studies showed that at longer bed depth, better removal of nitrate would be achieved. Thomas model was suitable for the normal description of breakthrough curve at the experimental condition. The data also were in good agreement with logistic regression.