بررسي عملكرد پاميس كربنه شده در ستون بستر ثابت با جريان رو به بالا در حذف آنتي بيوتيك مترونيدازول از آب هاي آلوده

Performance Evaluation of Column Packed with Sucrose Modified Pumice in Removal of Metronidazole from Aqueous Solutions

سابقه و هدف: براي طراحي يك فرآيند جذب سطحي در مقياس صنعتي لازم است تا مدل‌سازي و شبيه‌سازي دقيقي از رفتار ديناميكي سيستم جذب سطحي بستر ثابت صورت گيرد. بر همين اساس اين مطالعه با هدف بررسي عملكرد ستون بستر ثابت با پاميس اصلاح شده با ساكاروز درحذف آنتي‌بيوتيك مترونيدازول صورت گرفته است. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه تجربي جاذب مورد نياز براي حذف مترونيدازول از سنگ پاميس تهيه شد. براي اصلاح پاميس از ساكاروز استفاده شد. در اين مطالعه، راكتور آزمايشگاهي استفاده شده به شكل استوانه و به طول 20 سانتي متر و قطر 2 سانتي متر بود. در بررسي عملكرد بستر ثابت در حذف مترونيدازول تاثير pH، غلظت، زمان تماس بستري بر منحني شكست مورد بررسي قرار گرفت. در تحليل منحني شكست حذف مترونيدازول از مدل‌هاي توماس و آدامز بوهارت استفاده شد. يافته‌ها: نتايج تعيين سطح پاميس اصلاح شده نشان داد كه سطح پاميس اصلاح شده به ازاي هر گرم از جاذب از 4/8 به 35 افزايش يافت. نتايج بررسي تأثير pH و غلظت نشان داد با كاهش pH و غلظت آلاينده ورودي زمان كاركرد بستر افزايش مي‌يابد. نتايج بررسي مدل با مدل‌هاي آدامز بوهارت و توماس نشان داد مدل توماس مطابقت بيش‌تري با داده‌هاي حاصل از آزمايش دارد. استنتاج: با توجه به داده هاي مدل، مي‌توان از مدل توماس براي طراحي و تعيين ميزان جاذب در شرايط واقعي استفاده كرد و از فرآيند ستون بسترثابت با پاميس كربنه شده مي‌توان به عنوان يك روش كارآمد در حذف آنتي‌بيوتيك‌ها از آب استفاده كرد.

Background and purpose: In order to design an industrial-scale adsorption process, it is necessary to model exact simulation of the dynamic behavior of fixed bed adsorption system. This study aimed at evaluating the performance of fixed bed column using sucrose-modified pumice in removal of metronidazole from aqueous phase. Materials and methods: In this experimental study, the adsorbent was prepared from pumice stone and sucrose was used to modify the pumice. The laboratory mode reactor was a cylindrical shape in 20 cm length and 2 cm diameter. Different parameters such as initial concentration, pH of the solution, flow and pumice height in bed were investigated to assess the performance of fixed bed column in removal of metronidazole. Thomas and the Adams–Bohart models were used to evaluate the breakthrough curves of metronidazole removal. Results: According to findings, the BET of modified pumice per gram of adsorbent increased from 8.4 to 35. Decrease in pH and contaminant concentration resulted in increase in bed lifetime. The experimental data were found to fit well with the Thomas model. Conclusion: According to this study, the Thomas model could be used in designing and investigating the amount of adsorbent in real conditions. Also, the fixed bed column can be used as an effective method to remove antibiotics from water.