حذف رنگ‌هاي اسيد رد 18 و راكتيو بلك 5 از محيط‌هاي آبي با استفاده از جذب بر روي آزولا فيليكولوييدس: مطالعه سينتيكي

Removal of Acid Red 18 and Reactive Black 5 Dyes from Aquatic Solution by Using of Adsorption on Azollafiliculoides: a Kinetic Study

چكيده مقدمه: يكي از عمده‌ترين آلاينده‌هاي محيط زيست كه در پساب صنايع مختلف از جمله نساجي وجود دارد، وجود رنگ‌هاست كه براي انسان و محيط زيست، آلودگي ايجاد كرده‌است. تعدادي از روش‌ها شامل فلوكولاسيون و گواگولاسيون، ترسيب شيميايي و ازن‌زني براي تصفيه فاضلاب رنگي استفاده شده‌است. اين فرآيندها محدوديت‌هايي شامل هزينه بالا، تشكيل محصولات جانبي خطرناك و تجهيزات انرژي گران دارند. هدف: هدف از اين بررسي، كارايي حذف رنگ‌هاي اسيد رد 18 وراكتيو‌بلك 5 از محيط‌هاي آبي با استفاده از جذب‌ بر روي آزولافيليكولوييدس، به عنوان يك جاذب ارزان و مناسب درسيستم ناپيوسته بود. مواد و روش‌ها: اين تحقيق، يك نوع مطالعه بنيادي- كاربردي بود. ابتدا تثبيت رنگ آزولا فيليكولوييدس با اسيد سولفوريك 01/0 مولار در نسبت 1:1 (آزولا : اسيد) در دماي OC250 بعد از 5 ساعت انجام شد. بعد از آن، با تغيير دادن غلظت اوليه رنگ‌ها و ثابت نگه داشتن بقيه عوامل موثر، زمان تعادل به دست آمد كه براي هر دو رنگ برابر با 120دقيقه بود. سپس تاثيرpH ، غلظت اوليه رنگ‌ها، مقدار اوليه جاذب بعد از زمان تعادل بررسي گرديد. غلظت رنگ‌هاي اسيد رد 18 وراكتيو‌بلك 5 با استفاده از دستگاه اسپكتروفتومتر، به ترتيب در طول موج 598 و 506 تعيين گرديد. نتايج: نتايج مشخص ساخت كه با افزايش زمان تماس از 5 به 120 دقيقه كارايي حذف به ترتيب از45/17% به 53/59% براي راكتيو بلك 5 و از 4/75% به 45/90% براي اسيد رد 18 در شرايط ثابت افزايش يافت. هم‌چنين مشخص گرديد كه با افزايش غلظت اوليه رنگها و مقدار اوليه جاذب كارايي حذف به ترتيب كاهش و افزايش يافت. با افزايش pH از 2به 12 كارايي حذف براي راكتيو بلك 5 از 58/70% به 65/10% و براي اسيد رد 18 از 24/97% به 98/28% كاهش يافت. نتايج مشخص ساخت كه سينتيك فرآيند جذب از مدل سينتيك شبه درجه دو ((راكتيو بلك 5 (98/0= R2)) و اسيد رد 18 (999/0= R2 )) بهتر پيروي مي كند. نتيجه‌گيري: به‌طور كلي، نتايج نشان داد كه مي‌توان از آزولا فيليكولوييدس، به عنوان يك روش سريع و موثر در حذف رنگ‌ها از محيط‌هاي آبي استفاده كرد. هم‌چنين، در شرايط ثابت، كارايي حذف رنگ اسيد‌ رد 18 20 % بيشتر ازراكتيوبلك 5 بود.

Abstract Introduction: Industrial wastewater containing dyes, from textile industries, is one of the important sources of environmental pollution, which is harmful for human health and environment. A number of processes, like flocculation, chemical coagulation, precipitation and ozonationare are employed for the treatment of dye wastewaters. However, they possess inherent limitations such as high cost, formation of hazardous byproducts and intensive energy requirements. Objective: This study was carried out to investigate the removal of Acid Red 18 and Reactive Black 5 dyes from aquatic solution using adsorption onAzolla?liculoides, as an economical and effective adsorbent in batch system. Materials and Methods: This research was an applied and experimental type. The immobilizationof colorofAzollafiliculoides was done with 0.01 M sulfuric acid in the ratio of 1:1 (Azolla : acid) at 250 0C for 5h. The equilibrium time (2hr) was determined from kinetic data with other constant parameters. The effect of pH, Azolla dosage and initial dyes concentration was determined after equilibrium time. The remaining concentrations of Acid Red 18 and Reactive Black dyes were analyzed by UV/VIS spectrophotometer at a wavelength of 506and 598 nm, respectively. Results: The result showed removal efficiency was increased from 17.45% to 59.53% for reactive black 5 and 75.4% to 90.45% for Acid Red 18 by increasing of contact time from 5 to 120 minute in constant conditions, respectively. Also, result showed removal efficiency was decreased and increased by increasing initial concentration of dyes and initial azolla dosage. By increasing of pH from 2 to 12 the removal efficiency was decreased from 70.58 % to 10.65 % for reactive black 5 and 97.24% to 28.98% for acid red 18. The results showed that kinetic data were explained acceptably by pseudo second-order model ((RB5 (R2=0.98)), (AR18 (R2=0.999)). Conclusion: The removal of dyes can be quick and effective usingAzolla?liculoides. The removal efficiency of Acid red 18 was approximately 20percentmore than that of Reactive Black 5 in a constant condition.