مطالعه ستون بستر ثابت برای حذف منگنز از محیط آبی با استفاده از ماسه بادی دشت سیستان

فلزات سنگین غیر قابل تجزیه بوده و می توانند در بافت های زنده بدن تجمع یابند، بنابراین با تجمع در سرتاسر زنجیره غذایی به سهولت در بدن انسان جذب می شوند. از میان این فلزات فلز منگنز به عنوان آلاینده مورد مطالعه قرار گرفت. هدف این تحقیق بررسی حذف منگنز از محیط آبی با استفاده از ستون بستر ثابت از ماسه بادی دشت سیستان می باشد. متغیرهای سرعت جریان، غلظت اولیه منگنز و ارتفاع بستر و تاثیر آنها بر منحنی های شکست ستون مورد بررسی قرار گرفت. برای توصیف و پیش بینی عملکرد ستون های جاذب در مقیاس آزمایشگاهی و تعمیم نتایج به ستون های واقعی و طراحی در مقیاس کامل از مدلbdst استفاده شد. ابتدا ماسه بادی به عنوان جاذب از دشت سیستان جمع آوری گردید و سپس ذرات با اندازه های بین 125 تا 150 میکرون انتخاب گردید. برای تهیه محلول ذخیره از تیترازول منگنز(ساخت کارخانه مرک آلمان) استفاده شد. برای حذف منگنز تحت جریان پیوسته، از ستونی شیشه ای با ارتفاع 50 سانتیمتر و قطر 3 سانتیمتر به عنوان راکتور با جریان ثقلی و بستر ثابت مورد استفاده قرار گرفت. برای جلوگیری از خروج جاذب، در ابتدا و انتهای ستون از پشم شیشه استفاده شد، در انتهای ستون شیر تخلیه تعبیه گردید که از آن برای برداشت نمونه ها استفاده شد. به منظور انتقال یون فلزی منگنز از ورودی به ستون، از شیلنگهای پلاستیکی استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که حداکثر راندمان جذب منگنز توسط ماسه بادی در ph معادل 4، برابر 5/71% می باشد. معادلات فروندلیچ و لانگمیر داده های ایزوترم جذب را بخوبی توصیف می کنند. مدل فروندلیچ با ضریب همبستگی 986/0 از توانایی بیشتری در توصیف داده ها برخوردار بود. همچنین، نتایج تحقیق نشان داد که جذب سطحی منگنز در ستون بستر ثابت با استفاده از ماسه شدیدا به دبی جریان، غلظت اولیه و ارتفاع بستر وابسته است. نتایج آزمایش نشان داد که زمان شکست با افزایش دبی جریان و غلظت اولیه، کاهش می یابد، همچنین ظرفیت جذب با افزایش ارتفاع ستون افزایش می یابد. ارزیابی پارامترهای ستون بستر نشان داد که مدل زمان سرویس بستر خالی (bdst) از تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی برخوردار است.