استفاده از نانو هيدروكسي آپاتيت گرانوله جهت جذب كادميم از محلول‌هاي آبي در راكتور بستر ثابت

Using of Granulated Nano-Hydroxyapatite to Absorb Cadmium from Aqueous Ssolutions in a fixed Bed Reactor

در اين پژوهش امكان ارزيابي حذف يون +2Cd، از محلول‌هاي آبي به‌وسيله گرانول‌هاي نانوهيدروكسي آپاتيت در سيستم راكتور بستر ثابت بررسي شد. همچنين تاثير عامل‌هاي فرآيند جذب مانند غلظت اوليه يون كادميم، ارتفاع ستون جذب و سرعت جريان در راكتور بستر ثابت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در راكتور بستر ثابت، افزايش سرعت جريان خطي شديدتر از حجم تحت عمليات قرار گرفته، تا نقطه شكافت مي‌كاهد و در نتيجه باعث كاهش عملكرد بستر مي‌شود. همچنين با افزايش عمق بستر، جذب افزايش مي‌يابد كه اين امر به دليل افزايش ميزان جاذب در بسترهاي بزرگتر بوده كه باعث ايجاد مكان‌هاي جذب بيشتري مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه افزايش غلظت اوليه فلز سرعت جذب در بستر را افزايش مي‌دهد و ظرفيت جذب بستر را بالا مي‌برد. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه مدل‌هاي توماس و يون- نيلسون از تطابق مناسبي با داده‌هاي تجربي برخوردار است. ظرفيت جذب به دست آمده براي غلظت‌هاي اوليه 300، 400 و 500 ميلي‌گرم در ليتر از يون كادميم دو ظرفيتي به ترتيب برابر با 95/2425، 14/2679 و 51/4265 ميلي‌گرم به ازاي يك گرم جاذب است. همچنين با توجه به مدل يون- نيلسون زمان مورد نياز براي شكافت به دست آمده براي غلظت‌هاي اوليه 300، 400 و 500 ميلي‌گرم در ليتر از يون كادميم دو ظرفيتي به ترتيب برابر با 33/18، 18/15 و 33/19 دقيقه است.

The objective of this study is to assess the uptake of Cd2+, from aqueous solution by nano hydroxyapatite granular in fixed bed reactor system was investigated. The study also investigates the effects of parameters such as initial concentration ion, bed depth, and flow rate. The breakthrough time and exhaustion time decreased with increasing initial Cd2+ concentration, decreasing bed depth and increasing flow rate. The Thomas model and Yoon-Nelson model were applied to the experimental results for measurement adsorption capacity. Thomas and Yoon-Nelson model predictions were in good agreement with the experimental data. Adsorption capacity and time required for 50% adsorbate breakthrough obtained for initial concentrations of 300, 400 and 500 mg/L of divalent cadmium ions are 2425.95, 2679.14, 4265.51 mg/g of adsorbent, and 18.33, 15.18 and 19.33 min, respectively.