بررسی سینتیکی و هم دماهای تعادلی حذف آلاینده نفتی بنزن از محیط های آبی با استفاده از خاکستر مخروط کاج

امروزه، آلودگی آب با مواد نفتی یکی از مشکلات زیست محیطی کشورهای نفت خیز از جمله ایران است. با توجه به اهمیت موضوع، تصفیه آلاینده نفتی بنزن به وسیله زیست جاذب ها در طی سالیان اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بنزن یک ترکیب شیمیایی آلی با فرمول مولکولی C۶H۶ است که جزئی از نفت خام و یکی از مهم ترین مواد پتروشیمی است. حد مجاز سازمان بهداشت جهانی (WHO) برای بنزن در آب آشامیدنی۱۰ میکروگرم بر لیتر است. در سال های اخیر، مواد زائد کشاورزی به علت هزینه کم، سازگاری با محیط زیست، قابل دسترس بودن به طور طبیعی از میان انواع دیگر جاذب ها که برای درمان فاضلاب به کار گرفته می شوند ترجیح داده می شود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی حذف بنزن توسط تکنیک ناپیوسته (پیمانه ای) و پیوسته (ستونی) و پارامترهای موثر بر آن است. در این پژوهش، خاکستر مخروط کاج برای حذف بنزن از محلول های آبی استفاده شد و قابلیت این ماده به عنوان جاذب با تغییرات غلظت اولیه بنزن، مقدار جاذب، زمان تماس، تغییر دما و pH محلول مورد بررسی قرار گرفت. مدل های هم دمای جذب لانگمویر و فروندلیچ بر داده های جذب بنزن برازش داده شد. مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم، پخشیدگی درون ذره ای و تابع توانی برای توصیف داده های سینتیک جذب بنزن مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می دهد جذب بهینه بنزن در ۷=pH و جرم بهینه جاذب برابر۱۰۰ گرم در لیتر ( ۰/۱ گرم در ۱۰ میلی لیتر) بدست آمد. زمان تعادل ۱۰ دقیقه و حداکثر ظرفیت جذب ۳۶۶ میلی گرم بر گرم جاذب در غلظت بنزن ۲۰۰۰ میلی گرم بر لیتر به دست آمد. از بین مدل های هم دمای جذب، مدل لانگمویر بهترین برازش را بر داده ها نشان داد. همچنین، در مطالعات سینتیکی، مدل شبه مرتبه دوم بهترین برازش را بر داده های جذب بنزن داشت. برای تکمیل بررسی ها روی جاذب معرفی شده، آزمایش های ستونی با ورود پیوسته محلول بنزن به ستون جاذب، تا زمان رسیدن جاذب به حد اشباع انجام شد. آزمایش های ستونی با قطر ۳ سانتی متر، ۳ گرم جاذب، غلظت ورودی ۱۰۰۰ میلی گرم در لیتر و دبی ۱۰۰ میلی لیتر بر ساعت با ورود پیوسته محلول بنزن، نشان دادند که حداکثر ظرفیت جذب ستون برای حذف بنزن، در برابر ۲۹۵ میلی گرم بر گرم جاذب به دست می آید. با توجه به نتایج به دست آمده در این آزمایش، مشخص شد که خاکستر مخروط کاج قابلیت بالایی در حذف بنزن از محیط های آبی دارا است.

Keywords:

Oil pollutants , Benzene , Aqueous solution , Ash pine cone , آلاینده های نفتی , بنزن , محیط آبی , خاکستر مخروط کاج