مدل‌سازي تعادلي و سينتيكي فرآيند حذف فلزات سنگين توسط كربن

فرآيند جذب سطحي توسط كربن فعال از متداول‌ترين فرآيندهاي حذف فلزات سنگين از پساب‌هاي مختلف مي‌باشد. در اين مطالعه، مدل‌سازي فرآيند جذب يون‌هاي فلزي Pb2+، Cd2+ و Ni2+ توسط كربن فعال در حالت‌هاي تعادلي و سينتيكي بررسي شده است. ايزوترم‌هاي لانگمير، فرندليچ، ردليش-پترسون و سيپس براي مطالعه سيستم تعادلي جذب در حالت تك جزيي و ايزوترم لانگمير چند جزيي براي بررسي تعادل در سيستم‌هاي جذب چندجزيي استفاده شدند. ايزوترم هاي كاربردي پيش‌بيني خوبي از تعادل سيستم داشتند. مدل‌هاي شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و نفوذي براي مطالعه سينتيك سيستم به كار رفتند. بر اساس نتايج، مدل نفوذي همراه با ايزوترم لانگمير كمترين خطا را بين مدل‌هاي مختلف دارد. مقدار ضريب نفوذ موثر هر يون فلزي در سيستم‌هاي جذب به ترتيب براي يون‌هاي فلزي Pb2+، Cd2+ و Ni2+ مقادير cm2.s-1 6-10?92/1، cm2.s-1 6-10?9/1و cm2.s-1 6-10?2/1 محاسبه شد.

Adsorption process with activated carbon is one of the most common methods for heavy metals removal from various wastewaters. In this study, modeling of of Pb2+,Cd2+,Ni2+ adsorption have been investigated with activated carbon in equilibrium and kinetic states. Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Sips isotherms were applied for study of equilibrium in single adsorption systems and multicomponent Langmuir isotherm was selected for equilibrium study in multicomponent adsorption system. All studied isotherms had good prediction for equilibrium of these systems. Pseudo-first order, pseudo second order and film-pore volume diffusion model were applied for investigation of adsorptionkinetics. According to the results, film-pore volume diffusion model based Langmuir isotherm had minimum average relative error. Effective pore volume diffusivity was determined 1.92?10-6 cm2.s-1, 1.90?10-6 cm2.s-1 and 1.20?10-6 cm2.s-1, for Pb2+, Cd2+ and Ni2+, respectively.