بررسی تاثیر غلظت و نرخ جریان ورودی به ستون بستر ثابت بر روی عملکرد جذب زیستی نیکل توسط جلبک قهوه ای پروتونه شده Cystoseira indica و مدل سازی نتایج تجربی

زمینه و هدف: جذب زیستی یک فناوری جدید و ارزان جهت حذف و بازیابی فلزات سنگین از محلول های آبی است. به منظور بررسی پتانسیل این روش در حذف یون های نیکل، جذب زیستی نیکل از محلول های آبی توسط زیست توده Cystoseira indica در یک ستون بستر ثابت بررسی شد. روش بررسی: میزان جذب یون های نیکل توسط جاذب زیستی پروتونه شده در غلظت و نرخ جریان های ورودی متفاوت، مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین، منحنی شکست بدست آمده تحت یک شرایط آزمایشگاهی مشخص، با استفاده از مدل-های Thomas، Yoon & Nelson، Dose-Response و Belter مدل سازی شد. یافته ها: نتایج بدست آمده نشان داد افزایش غلظت ورودی به ستون از ۵۸ تاmg/L ۱۰۰، باعث افزایش نیروی محرکه انتقال جرم شده و ظرفیت جذب جاذب از ۵۵/۸۴ بهmg/g۹۵/۶۹ افزایش می یابد. بررسی اثر نرخ جریان نشان داد هنگامی که فرآیند توسط انتقال جرم داخلی کنترل می شود، نرخ جریان های پایین مطلوب است. در مورد کنترل فرآیند توسط انتقال جرم خارجی، نرخ جریان های بالا باعث کاهش مقاومت لایه نازک سیال اطراف جاذب شده و باعث افزایش انتقال جرم می شوند. مدل سازی داده های آزمایشگاهی، نشان داد مدل های فوق الذکر، به ویژه مدل Dose-Response، برای پیش بینی منحنی های شکست مناسب هستند. بررسی pH محلول خروجی از ستون نشان داد که مکانیسم تبادل یونی یکی از مکانیسم های اصلی در جذب زیستی نیکل توسط این جاذب است. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش تکمیل کننده آزمایش های جذب ناپیوسته تعادلی است. لذا، از نقطه نظر فرآیندی، این زیست توده می تواند در ستون های جذب به عنوان جاذب یون های نیکل مطرح باشد.

Keywords:

Biosorption , Fixed bed column , Nickel , Alga , Modeling , جذب زیستی , ستون بستر ثابت , نیکل , جلبک , مدل سازی