23464

جداسازي يون كروم موجود در پساب كارخانجات چرم به كمك كربن فعال سنتز شده از پشم ضايعاتي صنايع چرم

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري نانو - نانو مواد

1396

9/7/99

دكتر ميثم جلالي

فناوريهاي نوين

با توجه به خطرات زياد يون كروم و وجود آن در فاضلاب صنايع چرم، جلوگيري از ورود آن به آب هاي زيرميني ضروري است. كارخانجات چرم همواره با چالش تصفيه فاضلاب خود و نيز جرايم محيط زيستي رو به رو هستند. علاوه بر اين، صنايع چرم روزانه حجم زيادي از پشم ضايعاتي را با پرداخت هزينه از كارخانه هاي خود خارج مي كنند. در اين پژوهش تلاش شده تا با استفاده از پشم ضايعاتي صنايع چرم، يون كروم موجود در اين فاضلاب آلوده، تصفيه شود. اين پژوهش در دو فاز انجام شد. در فاز اول بهترين روش ساخت كربن فعال با سطح ويژه بالا از پشم گوسفند بدست آمد. در اين آزمايشات عواملي نظير نوع روش فعال سازي، دماي فعال سازي، عامل فعال ساز، زمان ماند و دماي كربنيزاسيون مورد بررسي قرار گرفت. نتايج اين فاز مشخص كرد بالاترين سطح ويژه كربن فعال حاصل از پشم گوسفند از روش فيزيكي با دماي كربنيزاسيون 500 درجه سانتيگراد، دماي فعال سازي 900 درجه سانتيگراد، زمان ماند 3 ساعت و به كمك عامل فعال ساز بخار آب با دبي 0.1 متر مكعب بر ساعت بدست آمد. سطح ويژه كربن فعال بدست آمده با اين شرايط برابر با 1807 متر مربع بر گرم است. براي بررسي سطح موثر و حجم و قطر حفرات از آناليز BET استفاده شد. همچنين براي بررسي سطح نمونه ساخته شده از نمونه نهايي تصوير برداري SEM انجام گرفت. در فاز دوم، از كربن فعال بدست آمده براي حذف يون كروم از پساب صنايع چرم استفاده شد. براي شبيه سازي پساب فرآوري شده صنايع چرم، محلول سولفات كروم در غلظت هاي 400، 800، 1200 و 1600 ميلي گرم بر ليتر تهيه شد. در هر آزمايش مقدار 0.5 گرم كربن فعال در 100 ميلي ليتر محلول پساب شبيه سازي شده براي جذب قرار گرفت. نتايج ICP نشان داد استفاده از كربن فعال براي جذب يون كروم در اين آزمايشات موفقيت آميز بوده و ميزان جذب با توجه به غلظت عامل آلاينده مابين 79% تا 99% متغيير است. در اين آزمايشات فاكتورهاي دما، زمان تماس و غلظت آلاينده مورد بررسي قرار گرفت كه نتايج نشان داد با افزايش دما ميزان جذب كاهش و با افزايش زمان تماس، ميزان جذب افزايش مي يابد. نتايج بدست آمده با ايزوترم هاي لانگموير و فروندليچ و سينتيك هاي شبه درجه اول و شبه درجه دوم مقايسه شد و مشخص گرديد مدل نتايج با مدل فروندليچ مطابقت بيشتري دارد (R2=0.976) و از سينتيك شبه درجه دوم (R2=999) پيروي ميكند.

1400/02/21

Removing chromium ions from leather factories by activated carbon synthesized from waste wool of leather industries

1/1/1900 12:00:00 AM

Due to the high risks of chromium ions and its presence in the wastewater of the leather industry, it is necessary to prevent it from entering groundwater. Leather factories face the challenge of their own wastewater treatment as well as environmental crimes. In addition, the leather industry cost a lot of money to removes large volumes of waste wool from their factories everyday. In this research, an attempt has been made to treat this contaminated wastewater using waste wool from leather industries. This research was conducted in two phases. In the first phase, the best method of making activated carbon with a high specific surface area was obtained from wool. In these experiments, some factors such as type of activation method, activation temperature, retention time and carbonization temperature were investigated. The results of this phase showed that the highest specific surface of activated carbon obtained from wool by physical method with carbonization temperature of 500 ° C, activation temperature of 900 ° C, residence time of 3 hours and water vapor activator with a flow rate of 0.1 cubic meters per hour Was obtained. The specific surface area of activated carbon obtained in these conditions is 1807 m2/g. BET analysis was used to evaluate the effective surface and volume and diameter of pores. SEM images was also performed to check the surface of the sample. In the second phase, activated carbon was used to remove chromium ions from the leather industry waste. To simulate the effluent of processed leather industries, chromium sulfate solution was prepared at concentrations of 400, 800, 1200 and 1600 mg / l. In each experiment, 0.5 g of activated carbon in 100 ml of simulated effluent solution was analyzed. ICP results showed that the use of activated carbon for the adsorption of chromium ions in these experiments was successful and the adsorption rate varies between 79% to 99% depending on the concentration of the pollutant. In these experiments, temperature, contact time and pollutant concentration factors were examined and showed that with increasing temperature, the amount of adsorption decreases and with increasing contact time, the amount of adsorption increases. The obtained results were compared with Langmuir and Freundlich isotherms and pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic modes and it was found that the results model is more consistent with Freundlich model (R2 = 0.976) and follows pseudo-second-order model (R2 = 999).

كربن فعال , يون كروم , فعال سازي فيزيكي , فعال سازي شيميايي

chromium ion , activated carbon , physical activation , chemical activation