چکیده

مقدمه

موضوعات و روشها

نتایج و بحث

ارزیابی جذب فلزات سنگین بر روی پودر کربن فعال (PAC)

بررسی اثربخشی ترکیب نفوذ-تراوش و جذب بر روی پودر کربن فعال (PAC) در تصفیه فاضلاب شهری

شبیه سازی تعادل جذب

نتیجه گیری

منابع

چکیده

امروزه، آلودگی فلزات سنگین به یکی از جدی‌ترین مشکلات زیست محیطی تبدیل شده است. حذف فلزات سنگین از فاضلابها با توجه به تأثیرات منفی که بر بهداشت عمومی و اکوسیستمها دارد، توجه زیادی را به خود معطوف کرده است. هدف اصلی این کار، بررسی کارآیی ترکیب فرآیند نفوذ -تراوش با جذب بر روی کربن فعال به منظور حذف فلزات سنگین موجود در پساب فاضلاب شهری است. جذب فلزات سنگین بر روی یک نمونه تجاری از کربن فعال در یک حالت ایستا مورد بررسی قرار گرفت. انجام آزمایشات آزمایشگاهی متعدد این امکان را فراهم آورده تا از مقدار بهینه پودر کربن فعال مورد نیاز برای حذف طیف وسیعی از فلزات سنگین آگاه شویم. نتایج نشان دادند که تعادل جذب برای کادمیوم  (Cd2+) خیلی سریع بدست آمد، برای مثال پس از 15 دقیقه از تماس با کربن فعال. از سوی دیگر، تعادل روی (Zn2+)، سرب (Pb2+) و مس (Cu2+) پس از 45 دقیقه حاصل شد. سرعت حرکت به سمت بیرون برای Zn2+ 70.77%، برای Pb2+  64.75%، برای Cu2+ 67.07% و برای Cd2+ 78.42% بود. ایزوترمهای جذب تعیین شده برای Zn2+، Pb2+، Cu2+ از نوع I بودند درحالیکه شکل منحنی Cd2+ ایزوترمهای نوع II را نشان داد. این ایزوترمها ظرفیت پودر کربن فعال را در جذب کادمیوم، بهتر از سایر فلزات سنگین بررسی شده نشان می‌دهند.

موضوعات و روشها

این مطالعه تجربی از ماه آوریل تا اکتبر 2016 به مدت 6 ماه به طول انجامید. این آزمایشات در آزمایشگاه علمی کاربردی آبی موسسه عالی علوم و فنون آب انجام شد (دانشگاه گابس، تونس).

به منظور تعیین بهترین فرآیند تصفیه فاضلاب برای از بین بردن فلزات سنگین، فاضلاب به صورت پی در پی توسط نفوذ-تراوش و جذب بر روی پودر کربن فعال تصفیه شده است.

این آزمایشات بر روی یک ستون پلی وینیل کلرید (PVC) با ارتفاع200 سانتی متر و قطر 10 سانتی متر انجام شد (شکل1). انتهای این ستون یک لایه از دانه‌های درشت شن به ارتفاع 1.5 سانتی متر ریخته شد که متوسط اندازه دانه‌ها (d50) 0.26 میلی متر بود و از یکنواختی خیلی خوبی برخوردار بودند (Cu=1.93). آزمایشات نفوذ با استفاده از پساب ثانویه به دست آمده از تصفیه خانه فاضلاب شهر گابس انجام شد (جنوب شرقی تونس). بار هیدرولیکی اعمال شده، 27/0 m/day بود که طبق کارهای انجام شده توسط نویسندگان مختلف در یک ستون در مقیاس آزمایشگاه انتخاب شد (Guediri 2000؛ Bali و همکاران، 2016). این سیستم تراوش طبق یک حالت عملیاتی چرخان از طریق یک چرخه 7 روزه متشکل از یک دوره تغذیه 4 روزه و یک دوره خشک کردن 3 روزه برای جلوگیری از انسداد صافی شنی استفاده شده است. این عملیات امکان تنظیم زیست توده انباشته شده در صافی را فراهم می‌آورد که به تنفس درون زا نیز کمک می‌کند.

در مجرای خروج صافی شنی، نمونه‌های تصفیه شدۀ پساب‌ها با مقدار انتخاب شده از پودر کربن فعال (PAC) به روش زیر ترکیب شدند: یک لیتر از آبی که باید تصفیه می‌شد به منظور آزمایش مناسبترین مقدار برای از بین بردن طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها، در چهار لیوان آزمایشگاه پر شده با چهار مقدار مختلف از مواد جاذب (15 ، 25 ، 35 و 45 گرم) ریخته شد. سرعت همزنی در 300rpm تنظیم شد و نمونه‌های آب در بازه‌های 15 دقیقه‌ای گرفته شدند و سپس با یک صافی کاغذی صاف شدند و با تکنیکهای خاص الکترود برای اندازه گیری تراکم هر فلز نسبت به نمونه اولیه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. سپس، مقدار پودر کربن فعال (PAC) متناظر با بهترین میزان کاهش در فلزات سنگین، در فرایند ترکیب با فرایند نفوذ-تراوش مطابقت داده شد.