حذف منگنز از محیط آبی توسط کربن فعال، زئولیت طبیعی و اصلاح شده در حضور یون های آهن، کروم و آلومینیوم

ارتقاء سطح صنعتی شدن جوامع و افزایش شهرنشینی باعث بروز مشکلات جدید و متفاوت اکولوژیکی گردیده است. بنابراین حفظ محیط زیست از اهمیّت بیشتری برخوردار میگردد. تخلیه فاضلابهای حاوی فلزات سنگین آبهای سطحی را جهت مصارف آشامیدنی و کشاورزی نامناسب میسازد. در این تحقیق، از جاذبهای کربن فعال، زئولیت طبیعی و اصلاح شده برای حذف یونهای منگنز از محیط آبی در دو حالت تک عنصری و ترکیبی استفاده شد. زئولیت از معادن استان سمنان استخراج و مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا مشخصات فیزیکی و شیمیایی هر کدام از جاذبها با استفاده از آزمون طیف ft-ir تعیین شد. برای زئولیت نیز بصورت جداگانه با استفاده از آزمون xrd و xrf مشخصات فیزیکی و شیمیایی تعیین شد. در ابتدا آزمایشهای ph بر روی هر دونوع محلول آبی در دمای آزمایشگاه، دور اختلاط 150 دور در دقیقه، غلظت 2 میلی گرم بر لیتر، زمان تماس 6 ساعت و دامنه ph از 3 تا 8 برای هر سه جاذب انجام شد. ph بهینه محلول تک عنصری و ترکیبی برای کربن فعال، زئولیت طبیعی و اصلاح شده به ترتیب برابر با 6، 5 و 5 تعیین شد. سپس آزمایشهای مربوط به سینتیک جذب انجام شد. نتایج آزمایشها نشان داد که با افزایش زمان تماس مقدار جذب منگنز افزایش مییابد و بعد از زمان تعادل تقریباً ثابت باقی میماند. زمان تعادل برای هر سه جاذب تعیین شد و نتایج نشان داد کربن فعال و زئولیت اصلاح شده در هر دو محلول دارای زمان تعادل مساوی می باشند. حداکثر مقدار جذب منگنز برای کربن فعال، زئولیت طبیعی و اصلاح شده در غلظت ورودی 2 میلی گرم بر لیتر در محلول تک عنصری، به ترتیب برابر با 95/1، 27/1 و 5/1 میلیگرم بر گرم و در محلول ترکیبی برابر با 54/1، 52/1 و 33/1 میلیگرم بر گرم به دست آمد. مدل سینتیک هو و همکاران، لاگرگرن و آورامی بر دادههای سینتیک هر سه جاذب برازش داده شد و مشاهده شد که در هر سه جاذب مدل آورامی و لاگرگرن دادههای آزمایش را بهتر توصیف کردند. آزمایش های ایزوترم جذب در دمای آزمایشگاه و ph بهینه انجام شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که مدل ایزوترم فروندلیچ از برازش بهتری نسبت به مدل لانگمویر برخوردار است. در این تحقیق تاثیر آهن بر روی جذب منگنز نیز بصورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فقط در حالتی که غلظت آهن بیشتر از منگنز باشد مقدار جذب منگنز توسط زئولیت کاهش پیدا می کند. در ادامه با بررسی جذب سینتیک آهن و منگنز در محلول ترکیبی در غلظت های 2، 5، 8 و 10 میلیگرم بر لیتر مشخص شد که در غلظت 10 میلیگرم بر لیتر ظرفیت جذب آهن (08/8) و منگنز (928/7) برای زئولیت طبیعی برابر است. این نتایجه نشان داد که هر جاذب برای هر عنصر دارای یک ظرفیت مشخص است که این به شعاع هیدراسیون هر عنصر مربوط می گردد. سطح ویژه هر جاذب با روش جذب متیلن بلو اندازه گیری شد و برای زئولیت طبیعی 581/12 و زئولیت اصلاح شده 453/13 متر مربع بر هر گرم بدست آمد. در انتها رابطه میان سطح ویژه جاذبها و ظرفیت هرکدام تعیین شد و مشخص شد بین این دو مولفه رابطه معنی داری برقرار است.