بررسی تاثیر نانوساختار نی و پوشال نیشکر بر حذف نیترات از آبهای آلوده

در این تحقیق اثر جاذب های اصلاح شده میکرو و نانو ساختار نی و پوشال نیشکر برحذف نیترات از آب های آلوده با استفاده از آزمایش های جذب ناپیوسته و پیوسته بررسی گردید. در آزمایش های ناپیوسته، اثر عواملی مانند ph، زمان تعادل، جرم بهینه جاذب، غلظت نیترات اولیه و حضور سایر یون های رقابتی روی جذب نیترات مطالعه شد. همچنین به منظور بررسی کارایی جاذب ها و استفاده از آن ها در آزمایش های پیوسته، آزمایش واجذب انجام گردید. با افزایش ph محلول از2 تا 10، راندمان حذف از 45 درصد تا 79 درصد و ظرفیت جذب از 9/0 تا 57/1 میلی گرم بر گرم افزایش یافته است. با توجه به نتایج به دست آمده، ph بهینه جذب برای همه جاذب های مورد مطالعه، 6 به دست آمد. زمان تعادل برای میکرو جاذب ها برابر3 ساعت و برای جاذب های نانو ساختار برابر با 2 ساعت به دست آمد. با افزایش غلظت نیترات اولیه از 5 تا 120 میلی گرم بر لیتر، راندمان جذب (%) در جاذب نی اصلاح شده میکرو و نانو ساختار و پوشال نیشکر میکرو و نانو ساختار برابر با (80-62)، (91-78)، (78-60) و (87-70) به دست آمد. با افزایش جرم جاذب از 1/0 تا 1 گرم، در زمان تعادل، ph بهینه، راندمان جذب در جرم 3/0 گرم جاذب نی میکرو و نانوساختار به حداکثر مقدار71% و 83% گردید و راندمان جذب در جرم 5/0 گرم جاذب پوشال نیشکر میکرو و نانوساختار برابر با حداکثر مقدار 67% و 76% به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده از گزینش پذیری یونی، غلظت یون های سولفات، بیکربنات، کلسیم، منیزیم و کلر پس از جذب تغییر چندانی نکرده است. جاذب های مورد مطالعه، از بین یون های موجود در محلول، یون نیترات را بهتر از دیگر یون ها، جذب کرده است. در بررسی اثر یون های رقابتی بر حذف نیترات توسط جاذب های مورد مطالعه، راندمان جذب نیترات در غلظت 87 میلی گرم برای جاذب های پوشال نیشکر میکرو و نانو-ساختار و نی میکرو و نانو ساختار به ترتیب برابر با 64%، 73%، 67% و 81% بوده که در نمونه آب چاه به 59%، 62%، 60% و 68% رسیده است. همچنین در نمونه های ساخته شده از آب مقطر، راندمان جذب نیترات در غلظت 120 میلی گرم برای جاذب های پوشال نیشکر میکرو و نانو ساختار و نی میکرو و نانو ساختار به ترتیب برابر60%،70%، 62% و 78% بوده که در نمونه آب رودخانه به 52%، 58%، 57% و 62% رسیده است. راندمان واجذب یون نیترات توسط جاذب های نی اصلاح شده میکرو و نانوساختار و پوشال نیشکر میکرو و نانوساختار به ترتیب برابر با 51/70، 8/77، 36/63 و 15/74 درصد به دست آمد.فرایند جذب از مدل سنتیک مرتبه دوم و ایزوترم لانگمویرتبعیت می کرد. آزمایش های پیوسته با استفاده از ستون با بستر ثابت ( قطر داخلی 8/2 سانتیمتر و 35 سانتی متر ارتفاع ستون) انجام گرفت. با استفاده از آب شبیه سازی شده با غلظت-های 15، 50 و 120 میلی گرم بر لیتر برای دو دبی 98/0 و 27/2 لیتر در ساعت، ظرفیت ستون جذب (qed) در جاذب نی اصلاح شده میکرو برابر(67/6، 63/14 و 03/26 میلی گرم برگرم) و (48/5، 26/12 و 01/20 میلی گرم برگرم) و در جاذب نی اصلاح شده نانوساختار برابر(6/9، 2/30 و 63/54 میلی گرم بر گرم) و (72/8، 86/20 و 04/38 میلی گرم بر گرم)، درجاذب پوشال نیشکر اصلاح شده میکرو برابر با (84/3، 57/11 و 54/24 میلی گرم بر گرم) و (51/3، 55/10 و 23/17 میلی گرم بر گرم) و پوشال نیشکر اصلاح شده نانو ساختار برابر (99/6، 14/16 و 93/28 میلی گرم برگرم) و (39/6، 7/12 و 28/17 میلی گرم برگرم) به دست آمد. بر مبنای نتایج حاصل از این تحقیق، جاذب های نانو ساختار نی و پوشال نیشکر اصلاح شده قابلیت بالای حذف یون های نیترات را دارا بوده و از بین دو جاذب نانوساختار، جاذب نانو ساختار نی توانایی بیشتری در حذف نیترات داشت.