9143

طراحي فرآيند حذف فلزات مس، نيكل، كادميوم و روي از محلول‌هاي پساب كارخانه مهسان روي دليجان

كارشناسي

مهندسي شيمي

1403

احد قائمي

احمد رهبر

1403/06/18

مهندسي شيمي، نفت و گاز

Designing the removal process of copper, nickel, cadmium and zinc metals from the effluent solutions of Mahsan Zinc Factory in Delijan

چكيده در اين تحقيق با توجه به مسائل مختف زيست‌محيطي كه انسان شاهد آن بوده است، به بررسي پساب¬هاي كارخانجات و حذف فلزات سنگين از آن پرداخته¬ شده است. روش¬هاي رايج حذف آلودگي فلزات سنگين، روش¬هايي گران قيمت، انرژي¬بر و اغلب با محصولات جانبي سمي همراه است، اما روش جذب با رزين در ستون پرشده به عنوان يك روش مقرون به صرفه براي حذف فلزات سنگين از پساب¬ها در اين تحقيق بررسي شده است. طراحي فرآيند حذف فلزات مس، نيكل، كادميوم و روي از محلول¬هاي پساب كارخانه مهسان روي دليجان بحث اصلي در اين تحقيق است كه با توجه به ملاحظات زيست محيطي سعي بر آن شده است كه غلظت‌هاي فلزات مس، نيكل، كادميوم و روي به ترتيب از غلظت‌هاي نامناسب به غلظت¬هاي 01/0، 1/0، 005/0 و 1/0 ميلي‌گرم بر ليتر در خروجي از ستون جذب برسند. براي رسيدن به اين نتايج از نرم¬افزار اسپن‌ ادسيم استفاده شده است. براي بررسي اثرات ارتفاع بستر، نرخ جريان و غلظت اوليه بر روي زمان شكست و منحني شكست بستر، نه حالت براي شبيه¬سازي درنظر گرفته شد. ارتفاع بستر در سه مقدار مختلف 1، 5/1 و 2 متر با ثابت نگه داشتن غلظت اوليه فلزات و دبي جريان بررسي شد. زمان پيشرفت كم‌تر از يك ساعت در ارتفاع بستر 1 متر به دست آمد. از سوي ديگر، در ارتفاع بستر 2 متر، زمان پيشرفت حدود 2 ساعت به دست آمد. با بالا رفتن ارتفاع بستر، زمان پيشرفت افزايش مي‌يابد كه منجر به افزايش راندمان جداسازي فلزات مي‌شود، زيرا زمان تماس خوبي بين يون‌هاي فلزي و جاذب وجود دارد. زمان‌هاي پيشرفت و اشباع نشان دادند كه حركت بيشتر سيال منجر به اشباع سريع‌تر منافذ جاذب مي¬شود، زيرا سرعت ورود محلول به منافذ جاذب نيز افزايش مي¬يابد. در حالت بعدي با ثابت نگه-داشتن ارتفاع بستر در سه دبي 494/0، 988/0 و 96/2 ليتر بر ثانيه شبيه¬سازي انجام شد. در اين حالت ملاحظه شد كه در نرخ جريان¬هاي بالاتر، زمان تماس بين جاذب و يون‌هاي فلزات كاهش يافته و در نتيجه زمان پيشرفت كوتاه‌تر مي‌شود و يك لايه نازك در اطراف جاذب تشكيل مي¬شود كه باعث مي¬شود سرعت انتقال جرم افزايش يابد و مقدار فلزات جذب شده روي بستر نيز افزايش يابد و در نتيجه اشباع سريع¬تر در سرعت‌هاي جريان بالاتر ايجاد شود. در حالت بعدي شبيه‌سازي در غلظت‌هاي اوليه 500، 700 و 1000 ميلي‌گرم بر ليتر انجام شد. نتايج نشان داد كه هر چقدر غلظت اوليه بيشتر باشد، با سرعت بيشتري غلظت خروجي به مقدار اوليه مي¬رسد و اين به معناي اشباع شدن سريع¬تر جاذب است. در نهايت حالت مطلوب ارتفاع بستر بيشتر، دبي جريان كم¬تر و غلظت اوليه كم¬تر است. واژه‌هاي كليدي: پساب، ستون جذب، شبيه‌سازي، فلزات سنگين، تبادل يوني، منحني پيشرفت.