بررسی میزان جذب نیترات از محلول های آبی به وسیله جاذب نانوساختار پوسته تخم مرغ

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 کارشناس ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

10.22034/jewe.2019.159144.1297

چکیده

آلودگی آب­های زیرزمینی و سطحی به نیترات در بسیاری از مناطق دنیا به صورت یک مشکل جدی مورد توجه است. نیترات می­تواند موجب اوتریفیکاسیون منابع آبی و مشکلات مربوط به آن شود. ایجاد عوارض نامطلوب بر روی اکوسیستم­های آبی از مهم­ترین اثرات غلظت­های بالای نیترات در محلول­های آبی است. این مطالعه با هدف بررسی امکان استفاده از پوسته تخم مرغ به عنوان یک جاذب کمهزینه در جذب نیترات از محلول­های آبی انجام شد. به این منظور اثر عواملی مانند pH، جرم جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه نیترات مورد آزمایش قرار گرفت. از مدل­های ایزوترم (لانگمیر و فروندلیچ) و مدل­های سینتیک (لاگرگرن و هوو) برای بررسی فرآیند جذب استفاده شد. نتایج نشان داد که برای جاذب مورد مطالعه زمان تعادل پس از 30 دقیقه و حداکثر جذب نیترات در 5pH= به دست آمد. با افزایش جرم جاذب از 3/0 به 5/0 گرم راندمان جذب از 01/96 به 24/97 درصد افزایش یافت، اما با افزایش میزان جاذب از 5/0 بهg  6/1 تفاوت قابل ملاحظه­ای در بازدهی جذب مشاهده نشد. با افزایش غلظت نیترات محلول (mg/l120-5)، راندمان جذب از 42/99 به 38/87 درصد کاهش یافت. بر اساس نتایج بهدست آمده فرایند جذب از مدل هوو (سینتیک مرتبه دوم) تبعیت کرده و داده­های جذب با ایزوترم فروندلیچ مطابقت بیشتری داشت. در نهایت نتایج نشان داد که جاذب نانو ساختار پوسته تخم مرغ قابلیت بالایی در جذب یون­های نیترات از محلول­های آبی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Nitrate Removal from Aqueous Solutions by Egg Shell Nanostructure Adsorbent

نویسندگان [English]

  • Ali Bafkar 1
  • Neda Babeli 2
1 Assist. Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Razi University, Kermanshah, Iran
2 M.Sc., Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Razi University, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

Pollution of groundwater and surface water into nitrate in many parts of the world is a serious problem. Nitrate can cause Eutrophication water sources and related problems. The creation of adverse health effects on aquatic ecosystems is one of the adverse effects of high concentrations of nitrate in aqueous solutions. The aim of this study was to investigate the possibility of using egg shell as a low-cost adsorbent in removal of nitrate from aqueous solutions. In this study, the effects of factors such as pH, adsorbent mass, contact time and initial concentration of nitrate were studied. Isotherm models (Langmuir and Freundlich) and kinetic models (Lagergren and Ho and colleagues) were used to examine the adsorption process. The results showed that for the adsorbent, the balance time after 30 minutes and maximum nitrate adsorption at pH=5 were obtained. By increasing the adsorbent mass from 0.3 to 0.5 gram, the removal efficiency increased from 96.01 to 97.24 percent, but with an increase in adsorbent content from 0.5 to 1.6 gram, there was a significant difference in the adsorption efficiency Failed. By increasing the concentration of dissolved nitrate (5.120 mg/l), the removal efficiency decreased from 99.42 to 87.38%. Based on the results, the adsorption process was followed by the model of Ho (Pseudo second order kinetics), and the adsorption data was more consistent with Freundlich isotherm. The results of this study showed that egg shell nanostructure adsorbent has high potential for removal of nitrate ions from aqueous solutions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Balance Time
  • Initial Concentration
  • Isotherm models
  • Kinetic Models
  • Optimum pH