حذف نيترات با استفاده از سنگدانه هاي پاميس پوشش داده شده با نانو ذرات زئوليت اصلاح شده توسط سورفكتانت كاتيوني از محلول هاي آبي سنتتيك

Nitrate Removal Using Pumice Aggregate Coated with Zeolite Nanoparticles Modified by Cationic Surfactant from Synthetic Aqueous Solutions

بالا بودن نيترات در منابع آبي باعث مشكلات بهداشتي و زيست محيطي متعددي مي گردد. به همين منظور در اين پژوهش از تثبيت نانو ذرات زئوليت اصلاح شده توسط سورفكتانت كاتيوني بر روي بستر سنگدانه هاي پاميس جهت حذف نيترات مازاد از محلول هاي آبي استفاده گرديد. نانو ذرات زئوليت پس از اصلاح توسط سورفكتانت CTAB بر روي بستر سنگدانه هاي پاميس تثبيت و مشخصات فيزيكي و ساختاري جاذب آماده شده با تكنيك هاي XRD، EDAX و SEM بررسي گرديد. در اين تحقيق از روش سطح پاسخ بر مبناي طراحي باكس بنكن جهت ارزيابي اثر متغيرهاي مستقل pH (5-9)، دما (15-45 درجه سانتي گراد) و مقدار جاذب (5-15 گرم) بر عملكرد پاسخ و همچنين پيش بيني بهترين مقدار پاسخ استفاده شد. نتايج نشان داد كه حداكثر راندمان حذف نيترات در شرايط بهينه پيش بيني شده توسط مدل (دماي 34 درجه، pH برابر با 5 و مقدار جاذب 15 گرم) برابر با52/26 درصد بود. همچنين با افزايش مقدار جاذب و زمان تماس ميزان حذف نيترات افزايش يافت در حالي كه با افزايش pH و غلظت اوليه نيترات راندمان حذف آن كاهش پيدا كرد. در نهايت نتايج نشان داد كه سنگدانه هاي پاميس پوشش داده شده با نانوذرات زئوليت مي تواند به عنوان جاذب موثر و در عين حال قابل دسترس براي حذف آلاينده ها مورد استفاده قرار بگيرد. كليدواژگان: حذف نيترات، پاميس اصلاح شده، طراحي باكس بنكن

High nitrate concentration in water resources leads to many health and environmental problems. In this study, stabilization of the zeolite nanoparticles modified by cationic surfactant was applied on the pumice bed to remove excess nitrate from aqueous solutions. Zeolite nanoparticles, following modification by CTAB surfactant, were stabilized on the substrate of pumice aggregate and their physical and structural characteristics were investigated by XRD, EDAX, and SEM analyses. In this research, the response surface method based on the Box-Behnken model was used to evaluate the effects of independent variables pH (5-9), temperature (15-45 ºC), and adsorbent dosage (5-15 g) on the response function and to predict the best response value. The results revealed that the maximum nitrate removal efficiency predicted by the model was 52.26 % in optimal conditions (temperature 34°C, pH 5 and adsorbent amount of 15 g). Also, the nitrate removal rate was increased by increasing the adsorbent dosage and contact time, while the removal efficiency decreased with increasing pH and initial nitrate concentration. The study showed that the modified pumice aggregates could be used as an effective and economical adsorbent for removal of pollutants.