نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 پژوهشکده‌ی مواد و سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران
2 دانشکده‌ی مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران
چکیده
هدف از این پژوهش، بررسی پارامترهای فرایندی و مدل‌سازی نمودارهای شکست جذب زیستی فلز سنگین توریم با جاذب پوست پرتقال از محلول‌های آبی در حالت جریان پیوسته‌ی ستون در یک بستر ثابت است. برای این منظور، آزمایش‌هایی با اندازه‌ی ذرات جاذب (0.4 تا mm2)، نرخ جریان (1.5 تا mL/min6)، ارتفاع بستر (4 تا cm8) و غلظت اولیه‌ی فلز (30 تا mg/L90) در pH بهینه‌ی 3.8 و دمای C˚25 بررسی شده است. جاذب با اندازه‌ی ذرات 0.4 تا mm0.8 بیشترین ظرفیت جذب ستونی به میزان mg/g87.7 داشت. مشاهده شد که با کاهش ارتفاع، افزایش غلظت ورودی و افزایش نرخ جریان، نقطه‌ی شکست نمودار کاهش می‌یابد. همچنین با کاهش اندازه‌ی ذرات جاذب و نرخ جریان محلول ورودی به ستون، ظرفیت جذب ستون افزایش می‌یابد. نتایج آزمایشگاهی به کمک مدل‌های توماس، یان و مدل مقدار - پاسخ اصلاح شده (MDR) برازش شد. با توجه به نتایج به دست آمده می‌توان گفت مدل‌های یان و MDR تطابق بهتری با نتایج تجربی دارند. نتایج آنالیز XRF و غلظت یون‌های کلسیم و پتاسیم در محلول خروجی از ستون نشان دادند که تبادل یون برای جذب توریم روی جاذب پوست پرتقال، سازوکار غالب است.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Investigation of the Process Parameters and Breakthrough Modeling of Thorium Biosorption on Orange Peel in a Fixed-Bed Column
نویسندگان [English]
- A.A Gh. Khamseh 1
- Sina Pourian 2
- S. A Ghorbanian 2
چکیده [English]
The aim of this research work is the investigation of process parameters and breakthrough modeling of thorium biosorption on orange peel in a fixed-bed column. For this purpose, a number of experiments have been performed on the surbents with diameters (0.4–2 mm), flow rates (1.5-6 mL/min), bed heights (4-8 cm) and feed inlet concentration (30-90 mg/L) at 25˚C and optimized pH of 3.8. The highest sorption capacity of 87.7 mg/g, occurred for the sorbents with 0.4-0.8 mm in diameter. The breakthrough point decreased with decreasing the bed height, increasing feed inlet concentration and increasing flow rate. Meanwhile, the sorption capacity increased with decreasing the bed height and flow rate. The experimental results were fitted by Thomas, Yan and Modified Dose-Response (MDR) models. Based on the experimental outcomes, the Yan and MDR models showed better results in comparison with the Thomas model. The XRF analysis results and calcium and potassium concentrations in the outlet stream of the bed showed that the ion exchange mechanism of the thorium biosorption by the orange peel sorbent is superior.
کلیدواژه‌ها [English]
- Biosorption
- Adsorption Column
- Thorium
- Orange Peel
- Continuous Adsorption Modeling
- Adsorption Mechanism
)