kinetic and thermodynamic studies of zinc removal from a metal-plating wastewater using firouzkouh zeolite

[ ' i n t r o d u c t i o n w i t h t h e r a p i d d e v e l o p m e n t o f i n d u s t r i e s s u c h a s m e t a l p l a t i n g f a c i l i t i e s ' , ' m i n i n g ' , ' f e r t i l i z e r p r o d u c i n g i n d u s t r i e s ' , ' t a n n e r i e s a n d p a p e r i n d u s t r i e s h e a v y m e t a l s e n r i c h e d w a s t e w a t e r s a r e d i r e c t l y o r i n d i r e c t l y d i s c h a r g e d i n t o t h e e n v i r o n m e n t . z i n c i s a t r a c e e l e m e n t t h a t i s e s s e n t i a l f o r h u m a n h e a l t h . i t i s i m p o r t a n t f o r t h e p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n s o f l i v i n g t i s s u e s a n d r e g u l a t e s m a n y b i o c h e m i c a l p r o c e s s e s . h o w e v e r ' , ' t o o m u c h z i n c c a n c a u s e e m i n e n t h e a l t h p r o b l e m s ' , ' s u c h a s s t o m a c h c r a m p s ' , ' s k i n i r r i t a t i o n s ' , ' v o m i t i n g ' , ' n a u s e a a n d a n e m i a . i t i s p r e s e n t i n e f f l u e n t s f r o m v a r i o u s i n d u s t r i e s s u c h a s g a l v a n i z a t i o n a n d m e t a l ' , ' p l a t i n g f a c i l i t i e s ' , ' m a n u f a c t u r e o f b a t t e r i e s a n d o t h e r m e t a l l u r g i c a l i n d u s t r i e s . t h e m o s t c o m m o n l y u s e d m e t h o d s f o r t h e r e m o v a l o f m e t a l i o n s f r o m i n d u s t r i a l e f f l u e n t s i n c l u d e c h e m i c a l p r e c i p i t a t i o n ' , ' s o l v e n t e x t r a c t i o n ' , ' r e v e r s e o s m o s i s ' , ' u l t r a f i l t r a t i o n ' , ' a d s o r p t i o n a n d i o n e x c h a n g e . a d s o r p t i o n h a s b e e n p r o v e n t o b e a n e x c e l l e n t a n d c h e a p m e t h o d t o r e m o v e h a z a r d o u s m a t e r i a l s s u c h a s h e a v y m e t a l s a n d o r g a n i c d y e s f r o m w a s t e e f f l u e n t s . a g o o d u n d e r s t a n d i n g o f a d s o r p t i o n e q u i l i b r i u m a n d t h e r m o d y n a m i c s i s r e q u i r e d t o d e s i g n a n d o p e r a t e a n a d s o r p t i o n p r o c e s s . n a t u r a l z e o l i t e s a r e w i d e l y d i s t r i b u t e d i n a r i d a n d s e m i a r i d r e g i o n s o f t h e w o r l d . t h e y a r e l o w c o s t a l u m i n o s i l i c a t e s ' , ' w i t h a c a g e ' , ' l i k e s t r u c t u r e s u i t a b l e f o r i o n e x c h a n g e d u e t o i s o m o r p h o u s s u b s t i t u t i o n o f a l 3 + w i t h s i 4 + i n t h e s t r u c t u r e ' , ' g i v i n g r i s e t o a d e f i c i e n c y o f p o s i t i v e c h a r g e i n t h e f r a m e w o r k . d u e t o t h e a b o v e s t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s a s w e l l a s t h e c h e m i c a l a n d m e c h a n i c a l s t a b i l i t y ' , ' t h e y h a v e r e c e i v e d a g r e a t a t t e n t i o n f o r t h e r e m o v a l o f h e a v y m e t a l s f r o m w a s t e w a t e r s . t h e r e f o r e ' , ' t h i s s t u d y w a s c o n d u c t e d t o i d e n t i f y t h e s u i t a b i l i t y o f t h i s m i n e r a l f o r r e m o v a l o f z i n c i o n s f r o m a m e t a l p l a t i n g w a s t e w a t e r t h r o u g h a s e r i e s o f b a t c h e x p e r i m e n t s . a c c o r d i n g l y ' , ' t h e i n f l u e n c e o f c o n t a c t t i m e ' , ' s o l u t i o n t e m p e r a t u r e ' , ' s i z e a n d d o s e o f z e o l i t e p a r t i c l e s w e r e i n v e s t i g a t e d . x a 0 m e t h o d s a n d m a t e r i a l s w a s t e w a t e r s a m p l e t h e w a s t e w a t e r s a m p l e u s e d i n t h i s s t u d y w a s t a k e n f r o m a z i n c m e t a l ' , ' p l a t i n g f a c i l i t y i n t e h r a n ' , ' n o r t h e r n i r a n . t h e w a s t e w a t e r s a m p l e w a s a n a l y z e d f o r p h ' , ' e l e c t r i c a l c o n d u c t i v i t y ( e c ) ' , ' t h e t o t a l c o n c e n t r a t i o n o f d i s s o l v e d s o l i d s ' , ' t u r b i d i t y ' , ' a n d t h e t o t a l c o n c e n t r a t i o n o f z n ' , ' f e ' , ' m g ' , ' p b ' , ' a n d c d i o n s . t h e c o n c e n t r a t i o n o f z n a n d o t h e r h e a v y m e t a l s w a s d e t e r m i n e d u s i n g a s a v a n t g b c a t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t e r ( a a s ) . x a 0 k i n e t i c e x p e r i m e n t s a l l s o r p t i o n s t u d i e s w e r e p e r f o r m e d u s i n g t h e b a t c h t e c h n i q u e b e c a u s e o f i t s s i m p l i c i t y a n d r e l i a b i l i t y . t h e e x p e r i m e n t s w e r e c o n d u c t e d a t p h = 5 ' , ' s o r b e n t c o n c e n t r a t i o n o f 2 g l ' , 1 , ' s o r b e n t s i z e o f 2 0 ' , ' 5 0 µ m a n d a t t h e t e m p e r a t u r e o f 2 0 ± 1 º c . t o i n v e s t i g a t e t h e e f f e c t o f c o n t a c t t i m e o n t h e a d s o r p t i o n p r o c e s s e s a c o n s t a n t m a s s o f z e o l i t e ( a d s o r b e n t ) ( 0 . 1 g ) a n d 5 0 m l o f k n o w n c o n c e n t r a t i o n o f w a s t e w a t e r w e r e a d d e d t o 8 0 m l p o l y p r o p y l e n e c e n t r i f u g e t u b e s . t h e m i x t u r e s w e r e s h a k e n v i g o r o u s l y o n a n o r b i t a l s h a k e r ( 1 7 5 r p m ) a n d a t s p e c i fi e d t i m e s ( 5 ' , 1 0 , 1 5 , 2 0 , 3 0 , 6 0 , 1 2 0 , 2 4 0 , 4 8 0 , 7 2 0 , 1 4 4 0 , ' a n d 2 8 8 0 m i n u t e s ) . t u b e s w e r e t h e n r e m o v e d f r o m t h e s h a k e r a n d c e n t r i f u g e d a t 2 ' , ' 5 0 0 r p m f o r 2 5 m i n a n d t h e z n c o n c e n t r a t i o n i n t h e s u p e r n a t a n t w a s m e a s u r e d u s i n g a a s . i n o r d e r t o i n v e s t i g a t e t h e e f f e c t s o f s u s p e n s i o n p h a n d t e m p e r a t u r e ' , ' a d s o r b e n t d o s e a n d p a r t i c l e s i z e o f a d s o r b e n t s o n t h e p e r c e n t a g e r e m o v a l o f z n ' , ' t h e a b o v e e x p e r i m e n t s w e r e a l s o r u n b y v a r y i n g i n i t i a l t e m p e r a t u r e ( 2 0 a n d 4 0 ° c u s i n g a t h e r m o s t a t i c s h a k e r b a t h ) a d s o r b e n t d o s e ( 2 ' , 4 , 8 , 1 2 , 1 6 , ' a n d 2 0 g l ' , ' 1 ) ' , ' a n d p a r t i c l e s i z e o f a d s o r b e n t ( ' ]