مدلسازی حذف همزمان فلزات سنگین از پساب های صنعتی با استفاده از فرآیند جذب سطحی

برای طراحی بهینه فرآیند جذب صنعتی، مدلسازی و شبیه سازی دقیق رفتار سیستم، امری ضروری میباشد. در این مقاله، ابتدا مدلسازی فرآیند ناپیوسته جذب فلزات سنگین Fe، Cd و Zn و Mn با استفاده از جاذب کربنی بررسی شده است. این فلزات به دلیل سمی بودن باید از پسابها حذف گردند. مدلسازی فرآیند جذب در دو حالت پیوسته و ناپیوسته انجام شد. در مدلسازی جذب ناپیوسته، دو حالت جذب تکجزئی و جذب چندجزئی بررسی گردید. مدلسازی تعادلی فرآیند جذب تک جزئی به وسیله ایزوترم های لانگمیر، فرندلیچ، سیپس و ردلیش- پترسون انجام شد و برای مدلسازی سینتیک جذب تک جزئی، مدلهای شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و مدل نفوذی استفاده شد. مدلسازی تعادل برای فرآیند جذب ناپیوسته چندجزئی با ایزوترم لانگمیر چندجزئی صورت گرفت. در مدلسازی سینتیک فرآیند چندجزئی، برای اولین بار از مدل نفوذی استفاده شد. مقایسه نحوه پیشبینی مدلهای سینتیکی در حالتهای جذب تک جزئی و چندجزئی نشان داد که در همه حالات، مدل نفوذی کمترین خطای متوسط نسبی از سینتیک سیستم جذب (۱%-۱۳%) را دارد . با استفاده از نتایج مدل نفوذی مقدار ضریب نفوذ مؤثر فلزات سنگین درون جاذب کاربردی در حالت تکجزئی و چندجزئی محاسبه شد. برای بررسی جذب پیوسته، مدل نفوذی درون بستر ثابت بهکار برده شد و مقدار خطای متوسط نسبی برای نتایج (بین %۵ تا (%۱۲، نشان دهنده پیشبینی دقیق مدل در جذب فلز Pb با استفاده از جاذب کربنی میباشد. در نهایت مدلسازی ناپیوسته فرآیند دفع فلزات سنگین Cr، Cu، Hg و Mn از جاذب کربنی انجام شد. مدلهای سینتیکی شبه مرتبه صفر، شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و نفوذی جهت این امر به کار گرفته شد. براساس نتایج مدلسازی برای این فلزات، مدل نفوذی کمترین خطای متوسط نسبی (بین %۷ تا %۱۴ برای فلزات مختلف) در پیشبینی از این فرآیند را دارد.

Keywords:

فلزات سنگین , جذب پیوسته و ناپیوسته , مدلهای سینتیک , ایزوترم های تعادلی