حذف فسفات از محلول های آبی به وسیله بنتونیت و هیدروژل

حذف و بازیابی فسفر از فاضلاب بدلیل اثرات اقتصادی و زیست محیطی ناشی از یوتریفیکاسیون و کمبود منابع فسفر حائز اهمیت است. روش های شیمیایی، بیولوژی و فیزیکی مختلفی برای حذف فسفات از فاضلاب وجود دارد. در سال های اخیر بدلیل استانداردهای سخت انتشار و مزایای روش های جذبی، توجه ویژه ای به کاربرد فرایندهای جذبی در حذف فسفات از فاضلاب شده است. جذب یک فرایند دوستدار محیط زیست، ساده، عملی و اقتصادی برای حذف فسفات از فاضلاب است که امکان بازیافت و استفاده مجدد فسفر که یکی از منابع محدود است، را فراهم می کند. چالش اصلی در فرایندهای جذبی حذف فسفات از فاضلاب، دستیابی به جاذب های مناسب و ارزان قیمیت است. رس ها از مواد معدنی ارزان و دردسترس هستند که بدلیل خصوصیات منحصر به فردشان به عنوان جاذب در تصفیه فاضلاب مورد بررسی قرار گرفته اند. در این مطالعه، از بنتونیت و هیدروژل® که یک ماده تجاری تهیه شده از بنتونیت می باشد برای حذف فسفات از محیط های آبی به روش تعادلی و ستونی استفاده شد و پارامترهای مختلف موثر بر میزان جذب از جمله اصلاح جاذب ها، زمان تعادل، ph، غلظت اولیه فسفات و میزان جاذب مورد بررسی قرار گرفت. برخی از ویژگی های جاذب ها به کمک فلورسانس اشعه ایکس (xrf)، پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) تعیین شدند. بنتونیت و هیدروژل خام تمایل خیلی کمی برای جذب فسفات از محلول داشتند که این بدلیل وجود بار منفی روی سطح رس-هاست که از جذب الکترواستاتیک فسفات روی سطح رس ها جلوگیری می کند و هم چنین گروه های سیلوکسان نسبتاً پایدار روی رس ها تمایلی به جذب فسفات از طریق مکانیسم تبادل لیگاند ندارند. اصلاح جاذب ها با مواد مختلف نشان داد که افزایش ظرفیت جذب فسفات به ترتیب آهن-آلومینیوم > آلومینیوم > آهن > کلسیم "?" سورفکتانت روکوات "?" سورفکتانت ایراسافت > اسید-حرارت است. میزان آهن و آلومینیوم مهم ترین فاکتور در تهیه جاذب بهینه بود که این مقدار برای بنتونیت 2 برابر cec و برای هیدروژل 4 برابر cec بنتونیت بدست آمد. نتایج نشان داد که سنتیک جذب فسفات روی بنتونیت و هیدروژل اصلاح شده با آهن-آلومینیوم خیلی سریع است. ph اولیه محلول نیز اثری روی جذب فسفات نداشت. جذب فسفات روی بنتونیت و هیدروژل اصلاح شده از مدل لانگمویر تبعیت می کرد و حداکثر میزان فسفات جذب شده برای بنتونیت mgp/l 33/8 و برای هیدروژل mgp/l 29/14 بود. حضور آنیون های نیترات، سولفات و بی کربنات در محلول اثری بر جذب فسفات نداشتند. واجذب فسفات در هیدروژل 87% و در بنتونیت 5% بود که می تواند بدلیل جذب شیمیایی و یا رسوب باشد. کاربرد جاذب های اصلاح شده برای تصفیه پساب شهری نشان داد که آنها راندمان بالایی برای جذب فسفات (بیش از 99%) دارند.