جذب نیترات از محلول آبی توسط زغال زیستی و زغال زیستی پوشش دار آهن

در حال حاضر بسیاری از کشورها از جمله ایران با مشکل بالا بودن غلظت نیترات در آب آشامیدنی مواجه هستند، که مهم ترین علت آن ورود رواناب های کشاورزی و فاضلاب های شهری و صنعتی به منابع آبی به خصوص آب های زیرزمینی است. اگر غلظت نیترات در آب آشامیدنی بیش از حد مجاز باشد (۵۰ میلی گرم بر لیتر)، باعث ایجاد سمیت در آب می شود. تاکنون روش های مختلفی برای حذف نیترات مطرح شده است، که اکثر آن ها، پرهزینه است. بنابراین، هدف از این مطالعه استفاده از زغال زیستی به عنوان جاذب ارزان قیمت جهت حذف نیترات از منابع آبی است. در این پژوهش از چهار نوع ماده خام کاه و پوسته برنج، باگاس نیشکر و خرده چوب نراد استفاده شد و زغال زیستی در دو شرایط دمایی ۳۰۰ و ۶۰۰ درجه سانتی گراد تولید شد. برای تعیین بهترین جاذب با حداکثر مقدار جذب نیترات، ابتدا تمام جاذب ها در یک زمان ثابت (۶۰ دقیقه) با غلظت اولیه ۵۰ میلی گرم بر لیتر محلول نیترات تماس داده شد، سپس آزمایش های سینتیک جهت تعیین زمان تعادل، pH بهینه و مقدار جاذب انجام گرفت. پس از تعیین جاذب با حداکثر جذب و شرایط بهینه، جاذب مورد نظر با کلریدآهن پوشش داده شد. ایزوترم های جذب نیترات توسط بهترین زغال زیستی تعیین شد. نتایج نشان داد که از بین زغال زیستی موجود، کاه برنج در دمای ۳۰۰ درجه سانتی گراد بیش ترین توانایی جذب نیترات را داشت. حداکثر جذب نیترات با غلظت اولیه ۵۰ میلی گرم بر لیتر در زمان تعادل ۹۰ دقیقه، pH بهینه هفت و جرم جاذب ۲۵/۱ گرم بر لیتر، ۲۳۵۸۰ گرم بر کیلوگرم به دست آمد. هم چنین، فرآیند جذب نیترات، زغال زیستی کاه برنج ۳۰۰ درجه سانتی گراد و زغال زیستی کاه برنج ۳۰۰ درجه سانتی گراد پوشش دار آهن با مدل خطی ایزوترم لانگمویر مطابقت داشت. حداکثر ظرفیت جذب نیترات برای دو تیمار زغال زیستی کاه برنج و زغال زیستی کاه برنج پوشش دار آهن، به ترتیب ۱۶/۳۸، ۶۶/۴۳، میلی گرم بر گرم به دست آمد. بر مبنای نتایج حاصل، می توان اظهار نمود که پوشش دار کردن زغال زیستی با آهن به دلیل داشتن بار مثبت، مانند پل روی سطح زغال زیستی با بار منفی قرار گرفته، در نتیجه جذب نیترات را روی سطح زغال زیستی افزایش می دهد.

Keywords:

ایزوترم جذب , زغال زیستی دارای پوشش آهن , سینتیک , نیترات