سينتيك و ترموديناميك جداسازي روي از يك نمونه پساب صنايع آبكاري با استفاده از زيوليت فيروزكوه

Kinetic and Thermodynamic Studies of Zinc Removal from a Metal-Plating Wastewater Using Firouzkouh Zeolite

كاني زيوليت از جمله كاني‌هاي فراوان و ارزان‌قيمت در مناطق خشك دنياست كه به علت ويژگي‌‌هاي ساختاري، قدرت جذب‌كنندگي بسيار زيادي دارد. اين مطالعه به منظور بررسي كارايي كاني زيوليت فيروزكوه در حذف آلايندگي عنصر روي از يك نمونه پساب صنايع آبكاري و بررسي تاثير عوامل مختلفي مانند مدت زمان تماس بين جاذب و آلاينده (?، ??، ??، ??، ??، ??، ???، ???، ???، ???، ???? و ???? دقيقه)، دماي محلول (20، 30 و 40 درجه سانتي‌گراد)، مقدار (2، 4، 8، 12، 16 و 20 گرم در ليتر) و اندازه ذرات (كوچك‌تر از 2، 2 تا 20 و 20- 50 ميكرون) جاذب انجام شد. نتايج نشان داد كه با افزايش زمان تماس بين جاذب و آلاينده و كاهش دماي محلول از 40 به 20 درجه سانتي‌گراد، ميزان جذب روي از طريق كاني زيوليت افزايش مي‌‌يابد. بر اين اساس، حداكثر ظرفيت جذب كاني زيوليت براي عنصر روي 9/17 ميلي‌گرم بر گرم تعيين شد. همچنين، مشاهده شد كه بيش از 80 درصد جذب روي از طريق كاني زيوليت در همان 2 ساعت ابتدايي از شروع آزمايش صورت مي‌‌گيرد. علاوه بر اين، برازش داده‌‌هاي آزمايشي بر مدل‌‌هاي سينتيكي درجه اول و دوم كاذب نشان داد كه فرايند‌‌ جذب روي از طريق كاني زيوليت از مدل درجه دوم كاذب تبعيت مي‌‌كند. بررسي ترموديناميك جذب عنصر روي از طريق كاني زيوليت نشان داد كه فرايند‌‌‌‌ جذب اين عنصر فرايند‌‌ي اگزوترميك، فيزيكي و برگشت‌پذير است. همچنين، نتايج اين مطالعه نشان مي‌‌دهد در شرايط يكسان، افزايش مقدار جاذب به بيش از 12 گرم در ليتر و كاهش اندازه ذرات كاني زيوليت از 20- 50 ميكرون به كوچك‌تر از 2 ميكرون راهكار مناسبي براي افزايش بازده حذف روي از پساب مورد مطالعه خواهد بود.

With the rapid development of industries such as metal plating facilities, mining, fertilizer producing industries, tanneries and paper industries heavy metals enriched wastewaters are directly or indirectly discharged into the environment. Zeolite is a low cost and abundant mineral in arid regions of the world. Due to the structural properties, it has very high adsorptivity for heavy metals. Therefore, this study was conducted to identify the suitability of this mineral for removal of zinc ions from a metal plating wastewater through a series of batch experiments. Accordingly, the influence of contact time, solution temperature, size and dose of zeolite particles were investigated. The results showed an increasing trend on sorption of zinc ions onto zeolite particles. Based on this, the maximum adsorption capacity of zeolite for zinc ions was 17.9 mg g-1 and more than 80 percent of the total amounts of zinc ions were absorbed on zeolite particles within first 2 hours of experiments. Results obtained from thermodynamic studies illustrated that sorption of zinc on zeolite particles is a reversible exothermic and physical process. The results also indicated that under similar conditions, increasing dose of zeolite particles to more than 12 g l-1 with sizes less than 2 µm is a good way to reach to the maximum efficiency for the removal of zinc ions from the studied wastewater.