ارزیابی حذف ارسنیک از آب با استفاده از کربن فعال تولید شده از پسماندهای کشاورزی گردو و بادام

آب و خاک

مقاله 13، دوره 34، شماره 4 - شماره پیاپی 72، پاییز 1399، صفحه 947-960  

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v34i4.85942

نویسندگان

فرزاد هاشم زاده¹؛ سپهر پارسا ²

¹دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

²پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران، دانشکده محیط زیست

چکیده

رشد مصرف آب در سال‌های اخیر، باعث کاهش منابع آب شیرین تجدیدپذیر در کشور شده است. از این‌رو تامین آب از منابع غیرمتعارف یکی از راهکارهای اساسی است. استفاده از آب‌های آلوده باید با تصفیه تکمیلی همراه بوده تا استانداردهای آب شرب تامین گردد. هدف از این پژوهش، بررسی میزان حذف آرسنیک با استفاده از یک جاذب در مقیاس آزمایشگاهی است. در این مطالعه نمونه محلول آرسنیک در غلظت­های مختلف با رقیق­سازی محلول تترازول استاندارد  ppm1000 آرسنیک و آب دی­یونیزه تهیه شده است و غلظت‌های 5 ،10 ،20 40 ،80 ،120 ،160، 200، 400 و 600 میکروگرم بر لیتر این محلول مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین از پودر زغال حاصل از پسماند پوست بادام و گردو به صورت حرارت دیده، بعنوان جاذب استفاده شده است. در ابتدا با اسیدشویی، کارایی و مشخصه‌های زغال را بهبود داده و پس از انجام مراحل فعال‌سازی، حذف آرسنیک از نمونه‌های فوق با جذب سطحی با استفاده از زغال اسیدشویی شده بررسی شد. پارامترهای موثر در حذف مانند زمان تماس، pH و غلظت محلول با استفاده از فرآیند بهینه‌سازی گام به گام بررسی شد. پس از تحلیل نتایج، مشخص گردید حذف آرسنیک در شرایط بهینه برابر با 100 درصد، ظرفیت جذب برابر 120 میکروگرم بر لیتر و pH بهینه برابر 5 است. زمان ماند تعادلی نیز 10 دقیقه است که در مقایسه با مطالعات قبلی، کاهش چشم‌گیری دارد. همچنین با رسم نمودارهای هم دمایی جذب لانگمویر، فروندلیش و ردلیچ-پترسون مشخص شد که فرایند جذب از هم­دمایی جذب لانگمویر تبعیت می­کند.

کلیدواژه‌ها

تصفیه آب؛ جذب سطحی؛ آرسنیک؛ زغال پسماند کشاورزی

مراجع

1- Abedin M.J., Cottep-Howells J., and Meharg A.A. 2002. Arsenic uptake and accumulation in rice (Oryza sativa L.) irrigated with contaminatedwater. Plant Soil 240: 311-319.

2- Baharvand S., Mirbei Sabzevari K., and Fatahpour M. 2006. Effects of arsenic on the environment and human health in: Proceedings of 1st Ecological and Medical Geology Conference. Tehran, Shahid Beheshti University. (In Persian)

3- Bansal R.C.G. 2005. Activated Carbon Adsorption, CRC Press.

4- Bhattacharya, A.K., Naiya, T.K., Mandal, S.N. and Das, S.K., 2008. Adsorption, kinetics and equilibrium studies on removal of Cr (VI) from aqueous solutions using different low-cost adsorbents. Chemical Engineering Journal 137(3): 529-541.

5- Budinova T., Savova D., Tsyntsarski B., Ania C.O., Cabal B., Parra J.B. and Petrov N. 2009. Biomass waste-derived activated carbon for the removal of arsenic and manganese ions from aqueous solutions. Applied Surface Science 255(8): 4650-4657.

6- Cetin S., and Pehlivan E. 2007. The use of fly ash as a low cost, environmentally friendly alternative to activated carbon for the removal of heavy metals from aqueous solutions. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 298(1-2): 83-87.

7- Chammui Y., Sooksamiti P., Naksata W., Thiansem S., and Arqueropanyo O.A. 2014. Removal of arsenic from aqueous solution by adsorption on Leonardite. Chemical Engineering Journal 240: 202-210.

8- EPA. 2003. "Arsenic Treatment Technology Evaluation Handbook for small Systems." http://www.Epa. gov/safewater. 816-R-03-014.

9- Foroutan R., and Mostafapour F. 2014. The effect of adsorbent on the efficiency of arsenic adsorption by pine bark powder at pH 7 and dose of adsorbents (5.3 and 6 g / l) in: procciding of 3rd International Conference on Environment, Energy and Biological Defense, Tehran, Mehran Arroud Institute of Higher Education, Promotion Group for Environmental Lovers.

10- Gray N.F. 2008, Drinking water quality, Cambridge University press.

11- Lorenzen L., Van Deventer J.S.J., and Landi W.M. 1995. Factors affecting the mechanism of the adsorption of arsenic species on activated carbon. Minerals Engineering 8(4-5): 557-569.

12- Maji S.K., Pal A., and Pal T. 2008. Arsenic removal from real-life groundwater by adsorption on laterite soil. Journal of Hazardous Materials 151(2-3): 811-820.

13- Mirhosseini M,. Saeb K., and Biazar E. 2012. A Comparative Study of Arsenic Removal from Water by Different Concentrations of Microparticulate Adsorption of Hydroxyapatite in: procciding of National Conference on Environmental Research, Hamadan, Shahid Mofattah University. (In Persian)

14- Mohan D., and Pittman Jr C.U. 2007. Arsenic removal from water/wastewater using adsorbents—a critical review. Journal of Hazardous Materials 142(1-2): 1-53.

15- Mopoung S. 2008. Surface image of charcoal and activated charcoal from banana peel. Journal of Microscopy Society of Thailand, 22, pp.15-19.

16- Omri A., and Benzina M. 2012. Characterization of activated carbon prepared from a new raw lignocellulosic material: Ziziphus spina-christi seeds. Journal de la Societe Chimique de Tunisie 14: 75-183.

17- Rezaee A., Dehestani H.G., and Khavanin S.A. 2008. Application of impregnated almond shell activated carbon by zinc and zinc sulfate nitrat removal from water. Iranian Journal of Health and Environment.

18- Roy P., Mondal N.K., and Das K. 2014. Modeling of the adsorptive removal of arsenic: a statistical approach. Journal of Environmental Chemical Engineering 2(1): 585-597.

19- Saqib A.N.S., Waseem A., Khan A.F., Mahmood Q., Khan A., Habib A., and Khan A.R. 2013. Arsenic bioremediation by low cost materials derived from Blue Pine (Pinus wallichiana) and Walnut (Juglans regia). Ecological Engineering 51: 88-94.

20- WHO. 2004. Guidelines for drinking water quality, Geneva: 1-22.

21- Zabihi M., Ahmadpour A., and Asl A.H. 2009. Removal of mercury from water by carbonaceous sorbents derived from walnut shell. Journal of Hazardous Materials 167(1-3): 230-236.