مدل‌سازي ايزوترم و سينتيك جذب فسفات از محلولهاي آبي با استفاده كلينوپتيلولايت اصلاح شده

Kinetics Modeling and Isotherms for Adsorption of Phosphate from Aqueous Solution by Modified Clinoptilolite

تخليه فسفر به آبهاي سطحي منجر به رشد بيش از حد جلبكها شده و در نتيجه يوتريفيكاسيون رودخانه و درياچه را به‌‌دنبال دارد. ازاين رو حذف اين ماده به‌منظور جلوگيري از مغذي شدن منابع آبهاي سطحي موضوعيت يافته است. هدف از اين مطالعه احياي كلينوپتيلولايت، بررسي كارايي كلينوپتيلوليت اصلاح شده در جذب فسفات از محلولهاي آبي و مدل‌سازي ايزوترم و سينتيك واكنش‌هاي جذب فسفات بود. به‌منظور مطالعه آماده‌سازي جاذب از سورفاكتانت‌هاي هگزادسيل‌تري‌متيل‌آمونيوم‌برومايد HDTMA – Br))، هگزادسيل‌تري‌متيل‌آمونيوم‌كلرايد (HDTMA – Cl)، سديم دسيل سولفات (SDS)، ستريمايد C استفاده شد. آزمايش‌ها در سيستم ناپيوسته انجام شد و تاثير پارامترهاي pH، دز جاذب، غلظت اوليه فسفات و زمان تماس و اندازه ذرات بر جذب فسفات توسط خاك كلينوپتيلولايت اصلاحي1 مورد بررسي قرار گرفت. نهايتاً از متداول‌ترين ايزوترم‌ها و سينتيك‌هاي جذب براي بررسي جذب فسفات و ديناميك واكنش استفاده شد. حداكثر جذب فسفات به‌ترتيب در pH و زمان تماس برابر 7 و 90 دقيقه به‌دست آمد. با افزايش غلظت اوليه فسفات، راندمان حذف كاهش يافت. ايزوترم لانگمير نوع 2 بيشترين تطابق را با داده‌هاي اين مطالعه نشان داد (997/0=R2). با توجه به نتايج حاصله در بهترين حالت بيشترين ظرفيت جذب برابر با 73/22 ميلي‌گرم بر گرم است كه در ميزان جاذب برابر 5 گرم در ليتر به‌دست آمد. آناليز سينتيك نشان داد كه جذب فسفات بر خاك كلينوپتيلولايت اصلاحي مطابق سينتيك پخش بين ذره‌اي انجام شده است (999/0 =R2). با توجه به راندمان بالاي حذف فسفات توسط خاك كلينوپتيلولايت اصلاحي مي‌توان از اين‌ روش به‌عنوان جاذبي نسبتاً كارآمد و ارزان قيمت براي جذب فسفات استفاده نمود.

The Phosphorous discharge into the surface water led to excessive growth of algae and eutrophication in lakes and rivers. Therefore the phosphorus removal is important due to negative effect on water resources. The aim of this study was to investigat the modification of clinoptilolite and application of modified clinoptilolite for phosphorous adsorption from aqueous solution and isotherms and kinetics modeling. Hexadecyl Trimethyl Ammonium bromide (HDTMA-Br), Hexadecyl trimethyl Ammonium Chloride (HDTMA-Cl), Sodium Decyl Sulphate (SDS) and Cetrimide-C were used for modification of clinoptilolite. Experiments were conducted using jar apparatus and batch system. The effect of pH, adsorbent doses, contact time, phosphate initial concentration and particle size were studied surveyed on phosphate adsorption by modified clinoptilolite. The most common isotherms and the kinetics adsorption equations were used for determination of adsorption rate and dynamic reaction. The results showed that maximum phosphate adsorption was obtained in the pH of 7 and contact time 90min. Also it was found with the increasing of phosphate initial concentration, phosphate removal efficiency decreased significantly. Langmuir No 2 showed a good correlation compared to other isotherms (R2=0.997). Maximum adsorption capacity was obtained in 20g/L adsorbent dose (22.73mg/g). Also Interaparticle diffusion kinetics well fits with experimental data (R2=0.999) with constant rate of 3.84mg/g min0.5. The result showed that modified clinoptilolite can be used successfully as low cost and effective absorbent for phosphate removal.