جذب فلزات سنگين به وسيله باطله هاي معدني
چكيده:
رشد روز افزون جمعيت، توسعه صنعتي و افزايش مصرف آب بويژه در كشورهايي كه در اقليم خشك و نيمه خشك قرار دارند، موجب محدوديت جدي منابع آب براي مصارف گرديده است. در فاضلابهاي صنعتي، تركيبات مختلفي وجود دارند كه مهمترين آنها، فلزات سنگين مي‌باشند. با توجه به خاصيت تجمع‌پذيري اين تركيبات در بافت‌هاي مختلف موجودات و خواص سرطان‌زايي آنها، رعايت استانداردهاي زيست محيطي تخليه فاضلابهاي صنعتي حاوي اين عناصر ضروري است. روش‌هايي كه به طور معمول براي حذف فلزات سنگين از محلولهاي آبي مورد استفاده قرار مي‌گيرد عبارتند از: انعقاد و ته‌نشيني، ترسيب شيميايي، اسمز معكوس، جذب و تبادل يوني. اما به علت وجود محدوديت‌هايي مانند هزينه بالا در پاره‌اي از موارد بازده پايين اين روش‌ها، در چند دههي اخير مسألهي جذب سطحي براي حذف فلزات سنگين با استفاده از جاذب‌هاي ارزان قيمت توجه زيادي را به خود معطوف داشته است. دراين پژوهش، از باطله‌هاي معدن سرب و روي ايرانكوه واقع در اصفهان بعنوان جاذب فلرات سنگين استفاده شد. برخي از خصوصيات باطله‌ها مانند ظرفيت تبادل كاتيوني(CEC)، تركيب شيميايي، فازهاي تشكيل دهنده آنها و سطح ويژه بترتيب با روش‌هاي استات آمونيوم، XRD، XRF و N2-BET تعيين شد. آزمايشات جذب به دو شيوه پيوسته و ناپيوسته، با استفاده از محلولهاي آزمايشگاهي حاوي فلزات كادميوم، روي، سرب، مس و نيكل و پسابهاي صنعتي آبكاري انجام گرفت. شرايط بهينه جذب درpHهاي مختلف، غلظت اوليه يون فلزي، زمان، دانه‌بندي و مقدار جاذب در آزمايشات ناپيوسته(Batch) و احياء جاذب به روش ستوني مطالعه شد. براي اصلاح خصوصيات جذبي باطله‌ها، سه تيمار اسيدي، بازي و آب مقطر انجام گرفت. زمان تعادل مناسب براي جذب كادميوم30 دقيقه و براي روي 60 دقيقه به دست آمد. با افزايش pH، درصد جذب به علت افزايش مكان‌هاي جذب و كاهش رقابت يون H+، افزايش يافت و در سطح %5 معني‌دار بود. حداكثر جذب فلزات كادميوم و سرب در5= H به ترتيب%62 و %76 و براي فلزات روي، مس، و نيكل در6= pH به ترتيب %53، %56 و %32 بدست آمد. برازش همدما‌هاي جذب سطحي نشان داد كه جذب فلزات روي، نيكل و مس توسط باطله‌ها با مدل خطي فروندليچ وجذب سطحي كادميوم با مدل خطي لانگموير مطابقت دارند. جذب سرب با هر دو مدل به خوبي توصيف شد. با كاهش اندازه ذرات جاذب، درصد جذب به علت افزايش سطح ويژه افزايش يافت. تفاوت تيمارها در جذب كادميوم، روي و سرب در سطح %5 معني‌دار بود. تأثير تيمارها در جذب به اين ترتيب بود: تيمار بازي < تيمار آب مقطر< تيمار اسيدي، به طوريكه درصد جذب كادميوم و سرب با تيمار بازي به بيش از %90 رسيد. نتايج آزمايشات ستوني باطله‌هاي بازي نشان داد كه باطله‌هاي اشباع شده بعد از عبور اسيد و آب مقطر، توانايي جذب مجدد فلزات سنگين بدون كاهش ميزان جذب را دارند. در آزمايشات مربوط به پسابهاي صنعتي، در غلظت‌هاي پايين فلزات سنگين، درصد جذب بالا بود.از اين رو مي توان نتيجه گرفت كه باطله‌هاي معدني قابليت حذف فلزات سنگين از پسابهاي صنعتي را دارند.
