جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "کربن فعال" در نشریات گروه "مهندسی آب"
تکرار جستجوی کلیدواژه «کربن فعال» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
رنگزاها از مهم ترین آلایندههای صنعتی راه یافته به محیطزیست به حساب میآیند و ازاینرو حذف آنها از پسابهای صنعتی امری بسیار مهم است. در این میان ارایه روشی اقتصادی و با کارایی زیاد برای حذف رنگزا مالاشیت سبز که از رنگزاهای بسیار سمی برای محیطزیست و انسان است، مهم و ضروری است. در این پژوهش حذف رنگزا مالاشیت سبز با استفاده از یک جاذب مقرون به صرفه و موثر بررسی شد که در راستای آن از کربن فعال حاصل از هسته خرما استفاده شد. کربن فعال حاصل از هسته خرما با استفاده از نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 و اکسید کلسیم به روش رسوبدهی شیمیایی اصلاح شد. خواص و ویژگیهای این سه جاذب با استفاده از آنالیزهای FTIR، VSM، TGA، XRD و SEM بررسی شد. پارامترهای موثر بر فرایند جذب از جمله pH، مقدار جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه رنگزا مالاشیت سبز بهینهسازی شدند. پژوهش های تعادلی و سینتیکی فرایند جذب با استفاده از مدلهای رایج و مختلف انجام شد. نتایج بهدست آمده نشان داد شرایط بهینه برای جذب رنگزای مالاشیت سبز با استفاده از جاذب مورد بررسی عبارت است از: غلظت اولیه برابر با 10 میلیگرم در لیتر، pH برابر 7، زمان تماس برابر با 20 دقیقه، دوز جاذب برای AC، AC/Fe3O4 و AC/Fe3O4/CaO بهترتیب برابر با 3، 3 و 2 گرم بر لیتر. همچنین مدل فروندلیچ توانایی بیشتری برای توصیف رفتار تعادلی فرایند و مدل سینتیک شبه درجه دوم توانایی مناسبی برای بیان سینتیک واکنش دارد. بیشینه ظرفیت جذب تعیین شده با استفاده از مدل لانگمیر برای AC، AC/Fe3O4 و AC/Fe3O4/CaO بهترتیب برابر با 9/50، 7/85 و 4/107 میلیگرم بر گرم بهدست آمد. توانایی واجذبی و استفاده مجدد AC/Fe3O4/CaO تا 8 مرحله بررسی شد که نتایج نشان داد جاذب مذکور توانایی چندین مرتبه استفاده مجدد در فرایند جذب سطحی را دارد. نتایج نشان داد اصلاح کربن فعال با نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 و اکسید کلسیم موجب افزایش بازدهی جذب آن می شود و آن را به یک جاذب مناسب برای تجاری سازی تبدیل می سازد.
کلید واژگان: کربن فعال, Fe3O4, اکسید کلسیم, جذب سطحی, مالاشیت سبزDyes are one of the most important industrial environmental pollutants, and therefore their removal from industrial wastewater is very important. The malachite green is a very toxic dye for the environment and humans, therefore an economical and high-efficiency method to remove this dye from water solutions is necessary. In this study, the removal of malachite green was investigated using a economical and effective adsorbent, in which activated carbon from date kernel was used. Activated carbon from date kernel was modified by Fe3O4 magnetic nanoparticles and calcium oxide. The properties and characteristics of these adsorbents were investigated using FTIR, VSM, TGA, XRD and SEM analyzes. Parameters affecting the adsorption process such as pH, adsorbent dosage, contact time and initial concentration of malachite green were optimized. Equilibrium and kinetic study of adsorption process was performed using common models. The results showed optimal conditions for adsorption of malachite green using the adsorbent are: initial concentration equal to 10 mg/l, pH=7, contact time equal to 20 minutes, adsorbent dose for AC, AC/Fe3O4 and AC/Fe3O4/CaO equal to 3, 3 and 2 g/l, respectively. The Freundlich model also has a higher ability to describe process equilibrium behavior and the pseudo-second-order kinetics model has a good ability to express reaction kinetics. The Langmuir adsorption capacity of malachite green by the AC, AC/Fe3O4 and AC/Fe3O4/CaO was determined to be 50.9 mg/g, 85.7 mg/g and 107.4 mg/g respectively. The desorption and reuse ability of AC/Fe3O4/CaO was investigated up to 8 steps, which showed that the adsorbent has the ability to be reused several times in the adsorption process. The results showed that modification of activated carbon with magnetic Fe3O4 nanoparticles and calcium oxide increases its adsorption efficiency and makes it a suitable adsorbent for commercialization.
Keywords: Activated carbon, Fe3O4, Calcium oxide, Adsorption, Malachite Green -
مجله آب و فاضلاب، پیاپی 133 (خرداد و تیر 1400)، صص 103 -117یکی از ترکیبات خطرناک برای انسان و محیط زیست هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای PAHs است که نفتالین، مقدم ترین هیدروکربن آروماتیک با دو حلقه بنزنی است. این ترکیبات سرطان زا و سمی هستند و باعث کم خونی و آسیب به شبکیه چشم نیز می شوند و برای گیاهان و آبزیان نیز سمی هستند. این ترکیبات خطرناک به عنوان سه آلاینده ای به شماره می روند که حذف آنها از سوی سازمان بهداشت جهانی در اولویت قرار گرفته است، در عین حال این ترکیبات توسط روش های بیولوژیکی به سختی حذف می شوند. این پژوهش در شرایط آزمایشگاهی ناپیوسته انجام شده که در آن تاثیر پارامترهایی مانند زمان ماند 15، 30، 45، 60، 90 و 120 دقیقه، غلظت نانولوله کربنی چند دیواره و کربن فعال حاصل از پوست نارگیل 1/0، 25/0، 5/0، 75/0، 1 و 2 گرم در لیتر، غلظت محلول نفتالین 1، 5، 10، 15، 20، 50 و 100 میلی گرم در لیتر و pH معادل 3، 4، 5، 6، 7 و 8 در غلظت 10 میلی گرم در لیتر محلول نفتالین در حذف نفتالین بررسی شد. داده های تجربی تعادل جذب با مدل های مختلف ایزوترم جذب لانگمیر و فروندلیچ ارزیابی و همراه با سینتیک جذب از طریق مقایسه ضریب تبیین R2 بررسی شد و به وسیله نرم افزار Excel تحلیل شد. حداکثر جذب سطحی نفتالین بر روی هر دو جاذب، نانولوله های کربنی و کربن فعال حاصل از پوست نارگیل در غلظت اولیه 10 میلی گرم در لیتر نفتالین و مقدار دوز جاذب برابر 75/0 گرم در لیتر در pH برابر 7 و زمان مناسب برای دستیابی به حداکثر جذب نفتالین و حالت تعادل90 دقیقه است. مکانیسم جذب در هر دو جاذب ایزوترم جذب لانگمیر سازگار بوده و ضریب تبیین آنها به ترتیب در نانولوله کربنی برابر با 9589/0R²= و در کربن فعال حاصل از پوست نارگیل 9319/0R²= بود و هر دو جاذب از سنتیک جذب درجه دوم تبعیت می کنند. نانولوله های کربنی چند جداره و کربن فعال حاصل از پوست نارگیل به دلیل اندازه کوچک، سطح مقطع زیاد در نتیجه واکنش پذیری بسیار زیاد، به عنوان جاذب برای حذف نفتالین از آب کارایی زیادی دارد و نانولوله کربنی چند جداره جذب بیشترین نسبت به کربن فعال حاصل از پوست نارگیل دارد، بنابراین به دلیل مقرون به صرفه بودن و در دسترس بودن آن به عنوان جاذب بهتری مورد توجه قرار گرفته است.کلید واژگان: پوست نارگیل, نانولوله کربنی, ایزوترم جذب, نفتالین, کربن فعالOne of the hazardous compounds for humans and the environment is polycyclic aromatic hydrocarbons, which are the naphthalene of the precursor of two-ring aromatic hydrocarbons. These compounds are carcinogenic and toxic, they cause anemia and damage to the retina and are also toxic to plants and aquatic animals, these compounds have been identified as priority pollutants by the World Health Organization, yet these compounds are difficult to remove by biological methods. This study was performed in batch in vitro where the effect of parameters such as retention time 15, 30, 45, 60, 90 and 120 minutes, concentration of multi-walled carbon nanotubes and activated carbon from coconut skin 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 1 and 2 g/L), solution concentration 1, 5, 10, 15, 20, 50 and 100 mg/L and pH 3, 4, 5, 6, 7 and 8 the concentration of 10 mg/L naphthalene solution in naphthalene removal was investigated. Experimental data of adsorption equilibrium with different Langmuir and Freundlich adsorption isotherm models are evaluated and analyzed with adsorption kinetics by comparing R2 coefficient of analysis and analyzed by excel software. Maximum naphthalene adsorption on both carbon nanotubes and activated carbon nanotube adsorbent at initial concentration of 10 mg/L naphthalene and adsorbent dose equal to 0.75 g/L at pH=7 is an appropriate time to achieve maximum naphthalene adsorption;the balance mode is 90 minutes. The adsorption mechanism is consistent in both adsorbents of Langmuir adsorption isotherm and their coefficient of determination in carbon nanotubes is (R²=0.9589) and in coconut shell activated carbon (R²=0.9319). and both adsorbents are from adsorption synthetics second-degree followers. Multiwalled carbon nanotubes and activated carbon from coconut skin due to their small size, high cross-sectional area as a result of high reactivity, as an adsorbent for removal of naphthalene from water. And the nanotube has a higher absorption than activated carbon from the coconut skin, so it is considered as a better adsorbent because of its affordability and availability.Keywords: Coconut Skin, Carbon Nanotube, Adsorption Isotherm, Naphthalene, Activated carbon
-
ترکیب نانوذرات مغناطیسی با سایر جاذب ها، نه تنها تاثیری بر خواص مغناطیسی شان نمی گذارد بلکه منجر به ایجاد جاذب هایی می شود که فرایند تصفیه را اصلاح کرده و بهبود می بخشند. هدف از این پژوهش سنتز کربن فعال مغناطیسی شده با نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی Fe3O4 برای حذف فلز سمی سرب از محیط های آبی بود. جاذب مغناطیسی با استفاده از روش هم ترسیبی آماده شد و مشخصات فیزیکی و ساختاری آن با روش های XRD و TEM مورد آنالیز قرار گرفت. برای بهینه سازی متغیرها، آزمایش ها با روش سطح پاسخ با کاربرد مدل باکس بنکن توسط نرم افزار Minitab 17 طراحی شدند. متغیرهایpH (9-5)، دما (25 تا 45 درجه سلسیوس) و مقدار جاذب (5/0 تا 2 گرم) بررسی شدند و تعداد 15 آزمایش طراحی شد. شرایط بهینه به دست آمده برای حذف سرب با سنتز کربن فعال مغناطیسی شده با نانوذرات Fe3O4، در pH برابر 7، دمای 45 درجه سلسیوس و مقدار 2 گرم جاذب اتفاق افتاد. مطالعات سینتیکی نشان داد که حذف سرب از مدل مرتبه دوم تبعیت می کند و زمان تماس مناسب 15 دقیقه است. حداکثر درصد حذف سرب بعد از 90 دقیقه 87/86 درصد بود. همچنین طبق نتایج به دست آمده، همدمای جذب سطحی سرب تطابق خوبی با ایزوترم لانگمیر نشان داد. مطالعه حاضر نشان داد که کربن فعال مغناطیسی پتانسیل بالایی در حذف آلاینده سرب دارد. لذا انتظار می رود که مغناطیسی کردن پودر کربن فعال با حفظ ویژگی های فیزیکی و سطحی آن، یک روش مناسب برای رفع مشکلات استفاده از جاذب های پودری به ویژه در مورد جداسازی و فیلتراسیون آن ها باشد.کلید واژگان: کربن فعال, محلول آبی, سرب, جذب, نانوذرهThe combination of magnetic nanoparticles with other adsorbents not only does not affect their magnetic properties, but also leads to the formation of adsorbents that improve the refining process.The aim of this study was synthesis of magnetic activated carbon by Fe3O4 and investigating its efficiency in adsorption of Lead from aqueous solutions. Magnetic adsorbent prepared by the method of sequestration and physical characteristics and structure of synthesized absorbent were determined by XRD and TEM. To remove the Lead from aqueous solutions, the Box-behnken design (BBD) of response surface methodology (RSM) was employed for optimizing all parameters affecting the adsorption process. The studied parameters were pH(5-9), temperature (25-45 0C) and the amount of adsorbent (0.5-2 g). 15 experimental runs were calculated by using BBD. The optimal condition for removal of Lead by synthesis of magnetic activated carbon by Fe3O4 nanoparticles were pH=7, 450C temperature and The 2 g of adsorbent. Kinetic studies of the adsorption process specified the efficiency of the pseudo second-order kinetic model and showed the optimal time was15 min, respectively. The maximum percentage of Lead removed after 90 min was 86.87%. The adsorption isotherm waswell fitted to Longmire model. The study showed that magnetic activated carbon has a high potential for Remove Lead. Therefore, it is believed that magnetized active carbon by keeping its physical and surface properties could be a suitable method to solve some related problems includingseparation and filtration.Keywords: Activated carbon, Aqueous solutions, Lead, Removal, Nanoparticles
-
فنل یکی از هیدروکربن های آروماتیک با سمیت بالا و اثرات سوء بر سلامتی موجودات زنده است که در پساب صنایعی مانند ساخت مواد شیمیایی، پالایشگاه های نفت، پتروشیمی و… وجود دارد. هدف اصلی این مطالعه بررسی فرآیند تلفیقی اکسیداسیون فنتون و جذب در حذف فنل از آب می باشد. این تحقیق یک مطالعه تجربی بوده که در مقیاس آزمایشگاهی و از طریق آزمایش جذب و اکسیداسیون فنتون انجام شده است. در این تحقیق با تغییر متغیرهایی همچون: غلظت Fe2+ ،H2O2، pH، جاذب کربن فعال و زمان، تاثیر آنها بر میزان حذف آلاینده فنل از آب سنجیده و در نهایت شرایط بهینه حذف فنل از طریق آزمایش تلفیقی جذب و اکسیداسیون فنتون معرفی میشود. براساس یافته های این پژوهش،فنل با غلظت اولیه 50،150 و250 میلی گرم بر لیتر در مواجهه با آزمایش تلفیقی جذب و فنتون در شرایط 3=pH، mg/L10=Fe2+، mg/L150= H2O2، g/L 5/2=کربن فعال و min 15= زمان، بهترتیب بهمیزان 95، 94 و 96 درصد حذف شد. در نتیجه فرآیند تلفیقی جذب و اکسیداسیون فنتون می تواند بهعنوان یک راهکار مناسب برای کاهش آلاینده فنل از آب مورد استفاده قرار گیرد.کلید واژگان: فنل, جذب, کربن فعال, اکسیداسیون, فنتونPhenol is one of the aromatic hydrocarbons with high toxicity and adverse health effects on living beings. It can be found in wastewater from industries such as chemical and petrochemical industries and oil refineries. The aim of this study is to evaluate the c hybrid process of Fenton oxidation and adsorption on removal of phenol from water. In this paper an experimental study in laboratory scale is implemented. Variables such as: concentration of Fe2+, H2O2, pH, activated carbon and time are tested in order to impact on the rate of removal of phenol in water. Finally, optimal conditions for the removal of phenol through the hybrid process of adsorption test and oxidation Fenton test is introduced. Results show that 95, 94 and 96 percent of Phenol is removed, respectively with initial concentration of 50,150 and 250 mg/L by combination of adsorption test and Fenton test, in pH = 3, Fe2+ = 10 mg/L, H2O2 = 150 mg/L, activated carbon = 2.5 g/L and time = 90 min. It can be concluded that hybrid process of adsorption and oxidation of Fenton can be used as a suitable method to reduce of Phenol from water.Keywords: Activated carbon, Adsorption, Fenton Oxidation, Phenol
-
حضور نیترات در آب های زیرزمینی در دو دهه گذشته، نگرانی های زیادی را برای مدیران و نیز مصرف کنندگان آب به ویژه در بخش شرب و بهداشت ایجاد کرده است. از میان روش های مختلف حذف نیترات، استفاده از روش جذب به علت بازدهی بالا و همچنین ملاحظات اقتصادی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، از کربن فعال صنعتی با اندازه دانه های 4/0 تا 59/0 میلی متر (مش 30-40) به عنوان جاذب اولیه به منظور حذف نیترات از محیط آبی استفاده شد. به منظور افزایش راندمان حذف نیترات این جاذب، چند مرحله بهینه سازی شیمیایی مختلف- شامل اسیدشویی، شستشو با سدیم هیدروکسید، اصلاح با پلیمر کاتیونی- در نظر گرفته شد. شستشو با سدیم هیدروکسید به همراه اصلاح با سورفکتانت کاتیونی سیتیل تری میتیل بروماید بیشترین راندمان حذف نیترات را در بین دیگر روش های به کار رفته از خود نشان داد. پس از مشخص شدن موثرترین روش تصفیه نهایی، آزمایش های جذب-واجذب گاز نیتروژن، FTIR، SEM برای تعیین مشخصات فیزیکی- شیمیایی و ویژگی سطح کربن فعال انجام شد. آزمایش های سینتیک نشان داد که جذب در مدت زمان 120 دقیقه به حالت تعادلی خود رسیده و معادله سینتیکی شبه درجه دوم بیشترین مطابقت رابا داده ها داشت. بیشترین جذب نیترات در حدود 34/15 میلی گرم برگرم با پیروی از ایزوترم لانگمیر به دست آمد. ارتباط زیادی بین جذب نیترات و تغییرات pH مشاهده نشد. بیشترین کاهش در جذب نیترات در حضور یون سولفات و سپس به ترتیب برای یون های کلراید، فسفات و کربنات مشاهده شد. می توان گفت که جاذب تصفیه شده با روش شستشو با سدیم هیدروکسید به همراه اصلاح سورفکتانت کاتیونی دارای توانایی قابل ملاحظه ای به منظور جذب نیترات است.کلید واژگان: جذب, نیترات, تصفیه نهایی, سورفکتانت کاتیونی, کربن فعال, تصفیه نهایی قلیاییThe presence of nitrate in groundwater resources has instigated increasing concerns among both managers and users of, especially, drinking and sanitation water. From among the different nitrate removal methods, the adsorption method has attracted more attention thanks to its high removal efficieny and economical operation. Commercial activated carbon ranging in mesh size from 30‒40 was utilized to remove nitrate from an aqueous solution. In order to enhance nitrate uptake, different acid, alkaline, and cationic surfactant post-treatments were examined. Alkaline post-treatment followed by cationic surfactant modification was found to yield the best efficiency. FTIR, SEM, and N2 adsorption/desorption were carried out to determine the physical and chemical properties of activated carbon. Kinetic tests revealed that adsortption reached its equilibrium state after 12 hiurs and that the pseudo-second order and Freundlich models. Based on the Langmuir model, maximum adsorption capacity was found to be 15.34 and pH had an insignificant effect on nitrate adsorption. Moreover, the highest decline in nitrate adsorption was observed in the presence of sulfate followed by chloride, phosphate, and carbonate. Based on the results obtained, the modified activated carbon accompanied by washing with sodiuym hydroxide and modified cationic surfactant post-treatment might be recommended for use in adsorption processes as a promising innovative technology for nitrate removal from drinking water.Keywords: Adsorption, Nitrate, Cationic, Post-Treatment, Surfactant, Activated Carbon, Alkaline Post-Treatment
-
این مطالعه با هدف بررسی آزمایشگاهی حذف یون سولفات با استفاده از کامپوزیت نانوذرات آهن بر بستر اکسیدگرافن و کامپوزیت نانوذرات آهن بر بستر کربن فعال انجام شد. در این تحقیق سنتز اکسید گرافن توسط روش هامر انجام شد. در حین سنتز نانوذرات آهن، اکسید گرافن و کربن فعال به عنوان بستر به آن اضافه شد.
اثر پارامترهای مختلف شامل مقدار گرم جاذب، pH و زمان تماس بر روی میزان جذب بررسی شد. همچنین مطالعات سینتیکی بر روی داده ها انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین درصد جذب توسط 06/0گرم جاذب در pH برابر 11 و بعد از 9 ساعت تماس محلول با جاذب برای نانوکامپوزیت آهن بر پایه اکسید گرافن و کربن فعال به ترتیب برابر با 84 درصد و 62 درصد بود. همچنین مشاهده شد که داده های آزمایشگاهی ظرفیت جذب بر حسب زمان متناسب با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم است. با توجه به نتایج به دست آمده، هر دو جاذب سنتز شده به عنوان جاذب های سازگار با محیط زیست، توانایی مطلوبی در حذف سولفات داشتند.کلید واژگان: جذب سطحی, سولفات, کامپوزیت نانوذره آهن, اکسید گرافن, کربن فعالThis study is an experimental investigation of sulfate removal efficiency using iron nanocomposites on graphene oxide and activated carbon beds. The graphene oxide used was synthesized according to the Hummer method during which process graphene oxide and activated carbon were added. The effects of various parameters including adsorbent content, pH, and contact time on adsorption were investigated. Furthermore, the data were subjected to kinetic studies. Results revealed that the highest absorption rates of 84% and 62% were achieved for iron on the graphene oxide and activated carbon beds, respectively, when 0.06 g of the adsorbent was used at pH =11 over a contact time of 9 hours. It was also found that the kinetic pseudo-second-order model best fit the data. Finally, the results indicated that the two environmentally-friendly adsorbents have a good potential for removing sulfate from aqueous solutions.Keywords: Adsorption, Sulfate, Fe Nanocomposite, Grahene Oxide, Activated Carbon -
در این پژوهش، خواص جذبی کربن فعال تهیه شده از پسماند حاصل از دانه های روغن کشی شده کنجد که با پلی وینیل الکل روکش شده بودند، برای حذف رنگ های راکتیو قرمز 198 و آبی 19 از پساب صنایع نساجی مطالعه شد. مجموعه فرایند برای تعیین تعدادی از فاکتورهای موثر در ظرفیت جذبی پلی وینیل الکل مورد استفاده قرار گرفت و تاثیر pH، مقدار جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه رنگ بررسی شد. همچنین ایزوترم های جذبی و سینتیکی واکنش مطالعه شد. در این پژوهش بالاترین حذف رنگ در pH برابر 3 به دست آمد. بازده حذف رنگ از پساب همراه با افزایش زمان تماس برای هر دو رنگ تا 90 دقیقه افزایش یافت. سینتیک جذب رنگ های آبی و قرمز از مدل شبه درجه دوم تبعیت کرد. غلظت رنگ های آبی و قرمز در پساب به روش اسپکتروفتومتری به ترتیب در طول موج های 590 و 517 نانومتر اندازه گیری شد. مجموعه نتایج نشان داد که پلی وینیل الکل قابلیت خوبی در جذب رنگ دارد و می توان از آن به عنوان یک جاذب موثر، ارزان قیمت و در دسترس برای تصفیه پساب صنایع نساجی استفاده کرد.کلید واژگان: رنگ راکتیو, کربن فعال, پلی وینیل الکل, پساب, جذبIn this study, the adsorption of active carbon derived from waste sesame seeds coated with polyvinyl alcohol (AC/PVA) was investigated for removing red 198 and blue 19 reactive dyes from textile effluents. The batch process was carried out to identify such parameters as pH, adsorbent dose, contact time, and initial dye concentration involved in the dye removal adsorption capacity of AC/PVA. Also, batch kinetic and isotherm experiments were conducted. Results indicated that the maximum dye removal was obtained in an acidic pH over 90 min of contact time and that adsorption rates followed the pseudo-second-order kinetics. Blue and red dye concentrations were determined using the spectrophotometric method at 590 and 517 nm, respectively. It may be concluded that AC/PVA is capable of removing blue and red reactive dyes and can be used as an efficient, cheap, and accessible adsorbent for treating textile effluents.Keywords: Reactive Dye, Carbon Active, PolyVinyl Alcohol, Wastewater, adsorption
-
هدف از این پژوهش بررسی میزان جذب آلاینده های نفتی توسط فوم پلی یورتان و بررسی اثر اصلاح ساختاری آن با کربن فعال به صورت کامپوزیت بر درصد جذب و راندمان جذب آلاینده های نفتی بود. برای این کار ابتدا جاذب های خالص و کامپوزیت سنتز شدند و برای حذف نفت خام از محلول های با غلظت های مختلف 20 تا 280 گرم در لیتر از نفت خام استفاده شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که بهترین درصد وزنی کربن فعال در ساختار فوم پلی یورتان 5 درصد است که موجب افزایش درصد جذب تا 21 درصد شده است. حضور کربن فعال در ساختار فوم ها باعث افزایش شدید آب گریزی جاذب های کامپوزیت شد و راندمان جذب را در جاذب کامپوزیت با 5 درصد کربن فعال تا 73 درصد در غلظت اولیه 20 گرم در لیتر از نفت خام افزایش داد. مطالعات تعادلی جذب نشان داد که برای تمامی جاذب ها، مدل های ردلیچ- پترسون و لانگمیر، داده های ایزوترم را بهتر توصیف می کنند. به منظور احیای جاذب ها از روش احیای شیمیایی با حلال های نفتی تولوئن و پترولیوم اتر استفاده شد که موجب افزایش راندمان و درصد جذب جاذب های فوم خالص و کامپوزیت شد.کلید واژگان: آلاینده های نفتی, جذب, فوم پلی یورتان, کربن فعال, کامپوزیتThis study investigates both the capacity of pure polyurethane foam in adsorbing oil contaminants and the effect of its structural modification by activated carbon (composite) on the performance of the foam in terms of adsorption capacity and efficiency. To this end, pure polyurethane foam and its activated carbon composites were synthesized and crude oil removal tests were conducted with initial crude oil concentrations of 20 to 280 g/L. Experimental results showed that the optimum weight percentage of activated carbon introduced into the foam structure was 5% wt, which enhanced adsorption capacity by up to 21%. The presence of activated carbon in the foam structure increased the hydrophobicity of the composites while, at the optimal concentration of activated carbon, its adsorption efficiency increased by up to 73% for an initial oil concentration of 20 g/L. Equilibrium studies showed that the Langmuir and Redlich-Peterson isotherms were the fitting ones for oil removal adsorption description. Chemical recovery of the sorbents used was performed using oil solvents (toluene and petroleum ether), which confirmed enhancement in both adsorption efficiency and capacity of the pure sorbent foam and the composite adsorbent.Keywords: Oil Contamination, Adsorption, Polyurethane Foam, Activated carbon, composite
-
مجله آب و فاضلاب، پیاپی 93 (آذر و دی 1393)، صص 108 -117کربن فعال محصول ارزشمندی است که کاربردهای محیط زیستی و صنعتی بسیاری دارد و لذا تولید آن از مواد زائد کم ارزش، یک اقدام اقتصادی- محیط زیستی محسوب می شود. با توجه به تعدد عوامل موثر بر خواص جذبی کربن فعال تولیدی، به منظور شناخت عوامل اصلی تاثیرگذار و بهینه سازی فرایند تولید کربن فعال، از طراحی آزمایش به روش تاگوچی استفاده شد. بر اساس تحلیل نتایج در این روش، نسبت آغشتگی و عامل فعالساز در مقایسه با سایر عوامل، به ترتیب بیشترین تاثیر را بر عدد یدی کربن فعال پوست بادام داشتند. در این تحقیق با بهینه سازی فرایند فعالسازی شیمیایی پوست بادام درختی، کربن فعال با عدد یدی 1331 میلی گرم بر گرم تولید شد. آزمایش های جذب نشان داد که سینتیک جذب هیدروکربن های محلول نفتی روی کربن فعال پوست بادام از واکنش مرتبه دوم تبعیت کرده و نزدیک به 95 درصد جذب طی 30 دقیقه اول اتفاق افتاده است. همچنین داده های ایزوترم جذب از مدل ایزوترم فروندلیچ به خوبی تبعیت کردند.
کلید واژگان: کربن فعال, فعالسازی شیمیایی, هیدروکربن های نفتی, جذب سطحی, پوست بادامActivated carbon is a valuable product that has many industrial and environmental applications and therefore it’s production from cheap wastes, is an economic-environmental action. According to the multiplicity of factors that affect adsorption properties of produced activated carbon, the design of experiments via Taguchi method was used to identify the main factors and optimization of activated carbon production. Based on the results, the impregnation ratio and activating reagent have the greatest impact on iodine number of almond shell activated carbon compared to other factors. In this study, activated carbon was produced with iodine number equal to 1331 mg/g, by optimization of chemical activation almond shell. Adsorption experiments showed that adsorption kinetics of dissolved petroleum hydrocarbons on activated carbon derived has followed from second-order reaction. Near to 95% of adsorption was happened during the first 30 minutes of process. Also the adsorption isotherm data were well followed from Freundlich isotherm model.Keywords: Activated Carbon, Chemical Activation, Petroleum Hydrocarbons, Adsorption, Almond Shell -
فاضلاب های حاوی رنگزاها خطرات متعددی دارند. از این رو روش های تصفیه ساده و کارآمد این نوع فاضلاب ها، مورد توجه محققان بوده است. هدف اصلی این تحقیق، تهیه جاذب با استفاده از ضایعات و بررسی عملکرد آن در حذف رنگزا از محلول آبی بود. به این منظور، کربن فعال بر پایه پسماند انار و فعال سازی شیمیایی به وسیله اسید فسفریک 37 درصد (PRAC37) تهیه شده و جذب رنگ راکتیو آبی 19 توسط آن مطالعه شد. همچنین، علاوه بر تعیین مشخصات کربن فعال (خصوصیات مورفولوژی و مشخصات بافتی آن)، اثر فاکتورهایی همچون زمان تماس، pH اولیه، میزان جاذب و غلظت اولیه رنگزا بر بازدهی حذف مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دهنده سطح ویژه بالای کربن فعال تهیه شده از پسماند انار (53/572 مترمربع بر گرم) بود. بیشینه حذف رنگزا با راندمان 16/98 درصد از محلول در مدت زمان 5 دقیقه، pH اولیه 11، میزان جاذب 5/3 گرم در لیتر و غلظت اولیه رنگزا 300 میلی گرم در لیتر بود. در پایان، مطالعه ایزوترم جذب (لانگمیر، فروندلیچ و تمکین) و سینتیک جذب (مرتبه شبه اول، مرتبه شبه دوم، الوویچ و نفوذ بین ذره ای) انجام شد که نتایج، نشان دهنده مطابقت فرایند یاد شده از ایزوترم لانگمیر (955/0R2=) و سینتیک مرتبه شبه دوم (997/0R2=) بود.
کلید واژگان: جذب سطحی, کربن فعال, راکتیو آبی 19, پسماند انار, فعال سازی شیمیاییWastewater containing dyes can be dangerous and toxic. Therefore, simple and efficient treatment methods are investigated by the researchers. The main purpose of this research is preparing adsorbent from residuals and studying the performance of dye removal from aqueous solution. For this purpose, activated carbon based on pomegranate residual was prepared by phosphoric acid (37%) activation and was used to remove reactive blue 19 from aqueous solution. In addition to characterization of the activated carbon (morphological and textural properties of activated carbon), effect of operation parameters such as contact time, initial pH, adsorbent dose and initial dye concentration were evaluated on the dye removal. The surface area (SBET) of the activated carbon was determined as 572.53 m2/g and the maximum dye removal efficiency (98.16%) was observed at 5 minutes contact time, initial pH 11, 3.5 gr/L the adsorbent and 300 mg/L initial dye concentration. Finally, adsorption isotherms (Langmuir, Freundlich and Temkin) and kinetic studies (the pseudo first-order, pseudo-second-order, Elovich and intraparticle diffusion kinetic models) studies showed the adsorption process follows a Langmuir isotherm equation (R2=0.955) and the pseudo-second order kinetic model (R2=0.997).Keywords: Adsorption Process, Activated carbon, Reactive Blue 19, Pomegranate Residual, Chemical Activation -
در حال حاضر یکی از مهم ترین آلاینده های محیط زیست، پسابهای صنعتی حاوی فلزات سنگین هستند. نیکل یکی از این فلزات سمی است که غلظت بالای آن باعث حساسیت پوستی، بیماری های قلبی، انواع سرطان ها و غیره می شود، بنابراین حذف نیکل از پسابهای صنعتی ضروری به نظر می رسد. هدف از این تحقیق مقایسه سینتیک و ایزوترم جذب نیکل توسط کربن فعال، خاک اره، پوسته فندق و پوسته بادام بود. برای این کار ابتدا جاذبها تهیه شد و برای حذف نیکل از محلول با غلظتهای 5/2 تا 125 میلی گرم در لیتر استفاده شد. نتایج آزمایش های pH نشان داد که برای جاذبهای کربن فعال، خاک اره، پوسته فندق و پوسته بادام حداکثر مقدار جذب، به ترتیب در pH 6، 6، 6 و 7 به دست آمد. آزمایش های سینتیک جذب نشان داد که حداکثر زمان تعادل در غلظت 5 میلی گرم در لیتر برای جاذبهای کربن فعال، پوسته فندق، خاک اره و پوسته بادام به ترتیب برابر 60، 75، 120 و 150 دقیقه است. نتایج برازش مدل های سینتیک نشان داد که برای جاذبهای پوسته فندق و خاک اره، مدل لاگرگرن و برای جاذبهای کربن فعال و پوسته بادام مدل هو و همکاران، در سطح 95 درصد اعتماد دارای کمترین فاکتور خطا و بیشترین ضریب همبستگی است و سرعت جذب سطحی نیکل به صورت پوسته بادام < خاک اره < پوسته فندق < کربن فعال است. مطالعه ایزوترم جذب نشان داد که با توجه به فاکتور خطا و ضریب همبستگی برای تمامی جاذبها، به ترتیب مدل های ردلیچ پترسون و لانگمیر داده های ایزوترم را بهتر توصیف می کنند. همچنین نتایج نشان داد که حداکثر زمان تعادل تابع توانی از ظرفیت جاذب استکلید واژگان: جذب, کربن فعال, پوسته فندق, پوسته بادام, خاک ارهThe most important environmental pollutants are heavy metals in industrial wastewater effluents. Nickel is one of the toxic heavy metals which its high concentration causes skin allergy, heart disease and various cancers. So removal of this element from industrial effluent is of prime concern and necessary. The main purpose of this study is to compare kinetics and isotherms of nickel uptake by activated carbon (AC), sawdust (SD), hazelnut shell (SH) and almond shells (AH). Adsorbents are initially prepared to remove nickel from solutions with concentrations 2.5 to 125 mg/l. pH test results showed that maximum absorption using AC, SH, SD and AH obtained at pH 6, 6, 6 and 7 respectively. Kinetics experiments showed that maximum absorption equilibrium time at concentration of 5 mg/l of AC, SH, SD and AH occur at 60, 75, 120 and 150 minutes respectively. Kinetic models fitting results showed that for sawdust and hazelnut shells, Lagergern model and for activated carbon and peanut shell Ho et al. model are suitable and have the lowest error and highest correlation coefficient at 95 percent confidence level. The results also revealed that rate of Nickel adsorption follows this order: AHKeywords: Adsorption, Activated Carbon, Hazelnut Crust, Shell Peanuts, Sawdustامروزه با توجه به توسعه صنایع گوناگون نظیر صنایع داروسازی، تولید مواد شیمیایی و پاک کننده ها، حجم عظیمی از پساب و فاضلابهای با بار آلودگی بالا، منابع آبهای سطحی و زیرزمینی را تهدید می کند. فاضلاب این صنایع با دارا بودن بار آلودگی بالا سبب می گردد تا تصفیه آنها نیاز به راه کارهای ویژه ای داشته باشد. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد سیستم هیبرید نانوفیلتراسیون و جذب سطحی درحذف بار آلودگی بالای فاضلاب بود. روش کار به این ترتیب بود که در قسمتی از تحقیق، کارایی نانوفیلتراسیون به همراه فرایند جذب سطحی در یک سیستم هیبریدی و در قسمتی دیگر سیستم نانوفیلتراسیون به تنهایی، در حذف بار آلودگی فاضلاب برحسب COD مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از یک پایلوت نانوفیلتراسیون به ظرفیت 6/7 متر مکعب در روز به همراه فیلترهای 1 و 5 میکرونی، یک غشای نیمه تراوا و یک پایلوت سیستم هیبریدی با کارتریج های حاوی کربن فعال دانه ای استفاده گردید و در بارآلودگی و زمان متغیر، پارامترهای دبی ورودی، دبی خروجی و راندمان حذف COD اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در هنگام استفاده از سیستم هیبریدی، راندمان حذف بار آلودگی بیشتر از هنگامی است که از نانوفیلتراسیون به تنهایی استفاده شود. به طوری که حداکثر راندمان حذف بار آلودگی بر حسب COD معادل با 1000، 2000 و 3000 میلی گرم در لیتر، در سیستم هیبریدی به ترتیب برابر با 99 و 86/95 و 93/92 درصد و در سیستم نانوفیلتراسیون به تنهایی برابر با 34/87 و50 و 41/29 درصد بود. در این تحقیق مشخص شد که با گذشت زمان، دبی خروجی و راندمان حذف بار آلودگی در هر دو سیستم کاهش می یابد که این امر به علت وقوع پلاریزاسیون قطبی و گرفتگی در غشا است. اما این مقدار گرفتگی در سیستم هیبریدی بسیار جزئی بوده و به وضوح کمتر از میزان گرفتگی در سیستم نانوفیلتراسون به تنهایی است. بنابراین سیستم هیبریدی هم بر روی افزایش راندمان حذف بار آلودگی و هم بر روی به تاخیر انداختن زمان وقوع گرفتگی مؤثر است و میزان گرفتگی را به حداقل می رساند.
کلید واژگان: نانوفیلتراسیون, کربن فعال, رفلاکس جریان, پلاریزاسیون قطبی, راندمانSurface and groundwater resources are increasingly jeopardized by discharges from pharmaceutical, chemical, and detergent plants. The high pollutant load of the effluents from these industries requires specific treatments. The objective of this research was to study and compare the nanofiltration and adsorption hybrid system with the plain nanofiltration system in wastewater treatment.For this purpose, a pilot nanofiltration system with a capacity of 7.6 m3/d using 1 and 5 micron filters and a FILMTEC NF90-4040 membrane was used in the first phase of the study. In the second phase, granular activated carbon cartridges were used. Inluent and effluent discharges as well as the COD removal were measured in both systems under variable times and organic load conditions. The results showed that COD removal efficiency was higher in the hybrid system than in the plain naonofiltration one. In the hybrid system, the Maximum in the hybrid system, the COD removal efficiencies achieved for organic loads of 1000, 2000, and 3000 mg/L were 99%, 95.86%, and 92.93%, respectively. The same values for the plain nanofiltration system were 87.34%, 50%, and 29.41%, respectively. It was found that polarization and membrane fouling decreased both the effluent flow and the COD removal efficiency with time. Fouling of the membrane was, however, lower in the hybrid system compared to the plain nanofiltration; thus, the hybrid system was associated with higher values of COD removal and delayed membrane fouling.محدودیت منابع آبی و خطر بحران آب در ایران و اهمیت بازیابی آب از یک سو و از سویی دیگر افزایش آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی به وسیله فلزات سنگین از جمله جیوه که ناشی از ورود فاضلابهای صنعتی و شهری می باشد، یافتن راه حلهای قابل قبول زیست محیطی را در جهت حذف این ماده از منابع آبی ضروری می سازد. روش های مختلفی برای حذف جیوه از منابع آب پیشنهاد گردیده است. این روش ها علاوه بر تاثیر قابل قبول بر حذف ماده مذکور باید از لحاظ قابل اجرا بودن و داشتن صرفه اقتصادی نیز مورد توجه قرار گیرند. در این تحقیق از ستون های کربن فعال دانه ای، زئولیت و آنتراسیت به عنوان جاذبهای ارزان قیمت و پر بازده به منظور حذف جیوه استفاده گردید. قابلیت جاذبهای مذکور و نیز اثر عوامل مختلف مؤثر بر کارایی حذف شامل تغییرات pH که در محدوده مورد قبول برای آشامیدن می باشد (8-6)، تغییرات غلظت جیوه ورودی به سیستم (ppm1، 75/0، 5/0، 25/0) و تغییرات زمان تماس (3، 1،2، 5/0ساعت) در حذف ماده مذکور مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه گیری غلظت جیوه در نمونه های آب ورودی و خروجی از ستون ها به روش اسپکتروفتومتری در طول موج 492 نانومتر با معرف دی تیزون انجام شد. بر اساس نتایج به دست آمده از این تحقیق مشخص گردید با کاهش غلظت ماده ورودی از ppm 1به ppm 25/0 در شرایط ثابت، درصد حذف جیوه در ستون های جاذب آنتراسیت، کربن فعال و زئولیت به ترتیب از22 درصد، 63 درصد و 55 درصد به 28 درصد، 72 درصد و 64 درصد افزایش می یابد. همچنین در شرایط ثابت با افزایش زمان ماند از 5/0 ساعت به 3 ساعت، درصد حذف جیوه به ترتیب برای ستون های آنتراسیت، کربن فعال و زئولیت از 22، 56 و 54 درصد به 42، 86 و 82 درصد افزایش پیدا می کند. همچنین افزایش pH در محدوده، موجب افزایش کارایی ستونها می گردد. در مجموع نقش عامل زمان ماند در کارایی حذف جیوه به وسیله ستون کربن فعال به مراتب بیشتر از ستون های زئولیت و آنتراسیت مورد مطالعه بوده است. با تغییر پارامترهای مختلف مورد مطالعه در این تحقیق، کارایی حذف جیوه با استفاده از ستون کربن فعال، زئولیت و آنتراسیت به ترتیب دامنه 51 تا 92 درصد، 42 تا 88 درصد و 16 تا 52 درصد داشت. بیشترین کارایی حذف مربوط به ستون آکنده کربن فعال بوده و با توجه به سهولت کاربرد، هزینه پائین و نیز کارایی حذف بالا، می توان کربن فعال را به عنوان مناسب ترین جاذب به منظور حذف جیوه از منابع آب آشامیدنی معرفی نمود.
کلید واژگان: جیوه, کربن فعال, زئولیت, آنتراسیت, آب آشامیدنیدر این مطالعه کربن های ساخته شده از پوسته بادام و گردو به عنوان جاذب به منظور جذب یون های محلول کادمیم مورد آزمایش قرار گرفت. برای این منظور اثرات pH محلول، غلظت اولیه کادمیم در محلول و غلظت جاذب بر میزان جذب این فلز بررسی شد. علاوه بر بررسی جاذبهای مذکور، تمامی آزمایش های انجام شده با استفاده از کربن فعال دانه ای تکرار شد و نتایج هر سه نوع جاذب با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که میزان جذب کادمیم به میزان قابل توجهی به pH نهایی محلول بستگی دارد و بیشترین میزان جذب زمانی حاصل شد که pH نهایی در محدوده 5/6 تا 7 قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که جذب یون محلول کادمیم توسط جاذبهای مورد استفاده در این پژوهش، از مدل ایزوترم لانگمیر به خوبی تبعیت می کند. همچنین میزان بهینه جاذب برای کربن های پوسته گردو و کربن فعال دانه ای برابر 2 گرم در لیتر و برای کربن پوسته بادام 5/2 گرم در لیتر به دست آمد. در شرایط بهینه که غلظت اولیه کادمیم در محلول ppm4 و غلظت جاذب و pH اولیه نیز مطابق با شرایط بهینه تنظیم شد، بیشترین میزان حذف کادمیم، مربوط به کربن پوسته گردو به میزان 91 درصد بود. پس از آن کربن پوسته بادام و کربن فعال دانه ای به ترتیب حذفی معادل با 85 و 81 درصد را از خود نشان دادند.
کلید واژگان: جذب سطحی, کربن فعال, زغال پوسته گردو, زغال پوسته بادام, کادمیم
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.