تصفیه محلول چهار جزئی آب/ اتانول/ استالدهید/ استیک‎اسید با بستر کربن فعال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی شیمی، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران

2 استادیار پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران

چکیده

جذب سطحی با داشتن هزینۀ پایین، سادگی عملیات، ماهیت عمومی و بازدهی بالا یکی از رایج­ترین و کارامدترین روشهای جداسازی شناخته شده است؛ از این رو در این پژوهش، روش­ جذب سطحی با استفاده از کربن فعال، به‌عنوان جاذب، برای جداسازی سه آلایندۀ اتانول، استالدهید و استیکاسید از محلول آبی استفاده شد. این محلول شامل 5 درصد وزنی اتانول، 5/1 درصد وزنی استیک­اسید و 2/0 درصد وزنی استالدهید بود و در این فرایند سه اثر زمان ماند، دمای محلول و مقدار جاذب بررسی شد. همچنین آزمایشها با استفاده از روش RSM طراحی و بهینه­سازی شد و مقدار بهینۀ زمان ماند، دمای محلول و مقدار جاذب به‌ترتیب 4 ساعت، °C30 و 8/2 گرم جاذب به ازای هر سی‌سی محلول
به دست آمد. بیشترین میزان جداسازی برای اتانول، استیک­اسید و استالدهید به‌ترتیب
65، 85 و 85 درصد و ظرفیت جذب آن­ها نیز به‌ترتیب 4/144، 2/64 و 6/7 میلی­گرم جذب­شونده به ازای هر گرم جاذب حساب شد.

کلیدواژه‌ها


Imran, A., Mohd, A., Tabrez, A., "Low cost adsorbents for the removal of organic pollutants from wastewater", Environmental Management, 113:
pp. 170-183, (2012).
[2]        Vallack, H. W., Bakker, D. J., Brandt, I., Broström-Lundén, E., Brouwer, A., Bull, K. R., Gough, C., Guardans, R., Holoubek, I., Jansson, B., Koch, R., Kuylenstierna, J., Lecloux, A., Mackay, D., McCutcheon, P., Mocarelli, P., Taalman, R. D. F., "Controlling persistent organic pollutants–what next?", Environmental Toxicology and Pharmacology, 6: pp. 143-175, (1998).
[3]        Zhang, X., Gao, B., Creamer, A. E., Cao, C., "Adsorption of VOCs onto engineered carbon materials", Hazardous Materials, 338: pp. 120-123, (2017).
[4]        Riga, A., Soutsas, K., Ntampegliotis, K., Karayannis, V., Papapolymerou, G., "Effect of system parameters and of inorganic salts on the decolorization and degradation of Procion H-exl dyes. Comparison of H2O2/UV, Fenton, UV/Fenton, TiO2/UV and TiO2/UV/H2O2 processes", Desalination, 211:
pp. 72-86, (2007).
[5]        Bhatnagar, A., Hogland, W., Marques, M., Sillanpää, M., "An overview of the modification methods of activated carbon for its water treatment applications", Chemical Engineering Journal, 219: pp. 499-511, (2013).
[6]        Wu, J., "Modeling adsorption of organic compounds on activated carbon: A multivariate approach", PhD Thesis. Kemi, pp. 21-22, (2004).
[7]        Duong, D. D., "Adsorption analysis: equilibria and kinetics", Imperial college press, London, Vol. 2,
pp. 5-7, (1998).
[8]        Lillo-Rodenas, M. A., Cazorla-Amoros, D., Linares-Solano, A., "Behaviour of activated carbons with different pore size distributions and surface oxygen groups for benzene and toluene adsorption at low concentrations", Carbon, 43: pp. 1758–67, (2005).
[9]        Lillo-Rodenas, M. A., Linares-Solano, A., "Factors governing the adsorption of ethanol on spherical activated carbons", Carbon, 83 pp. 240–249, (2015).
[10]      Ganguly, S. K., Goswami, A. N., "Surface diffusion kinetics in the adsorption of acetic acid on activated carbon", Separation science and technology, 31.9:
pp. 1267-1278, (1996).
 
[11]      Yehya, E. S., Bandosz, T. J., "A study of acetaldehyde adsorption on activated carbons", Journal of Colloid and Interface Science, 242:
pp. 44-51, (2001).
[12]      Jones, R. A., Thibault, J., Tezel., F. H., "Simulation and validation of ethanol removal from water in an adsorption packed bed: Isotherm and mass transfer parameter determination in batch studies", The Canadian Journal of Chemical Engineering, 88:
pp. 889-898, (2010).
[13]      Hajilari, M., Shariati, A., Mohammadreza, K., "Mass transfer determination of ethanol adsorption on activated carbon: kinetic adsorption modeling", Heat and Mass Transfer, 55: pp. 2165-2171, (2019).
[14]      Hajilari, M., Shariati, A., Mohammadreza, K., "Equilibrium and Dynamic Adsorption of Bioethanol on Activated Carbon in the Liquid Phase", Chemical Engineering and Technology, 42: pp. 343-354, (2019).
[15]      Yahya, S., El-Barghouthi, M. I., El-Sheikh, A. H., Walker, G. M., "Effect of solution pH, ionic strength, and temperature on adsorption behavior of reactive dyes on activated carbon", Dyes and pigments, 77: pp. 16-23, (2008).
[16]      Jain, C. K., Singhal, D. C., Sharma, M. K., "Adsorption of zinc on bed sediment of River Hindon: adsorption models and kinetics", Journal of hazardous materials, 114: pp. 231-239, (2004).
[17]      Aksu, Z., Ayşe, T., Özlem, T., "A comparative adsorption/biosorption study of Acid Blue 161: Effect of temperature on equilibrium and kinetic parameters", Chemical Engineering Journal, 142:
pp. 23-39, (2008).
[18]      Morad, M., Hilali, M., Bazzi, L., Chaouay A., "Adsorption of organic molecule (acetic acid) on activated carbon in aqueous", Moroccan Journal of Chemistry, 2: pp. 2-5, (2014).
[19]      Ebrahimi, A., Ehteshami, M., Dahrazma, B., "Isotherm and kinetic studies for the biosorption of cadmium from aqueous solution by Alhaji maurorum seed", Process Safety and Environmental Protection, 98: pp. 374-382, (2015).