إزالة أيونات النحاس/الرصاص من مياه الصرف الصحي باستخدام مبادل أيوني (بورلايت سي 100)
Removal of Copper/Lead Ions from Wastewater Using Purolite C100 Ion Exchange Resin
- الباحث
- أنسام قيس جاسم محمد
- المشرف
- ساطع كاظم أحمد
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- كلية الهندسة / الهندسة الكيمياوية
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2024
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Ion Exchange ; Purolite C100 ; Copper and Lead Removal ; Wastewater
الملخص
تحتوي مياه الصرف الصناعي على العديد من المعادن الثقيلة الخطرة مثل النحاس والرصاص والتي تنتج من الصناعات الكيمياوية والطلاء والصناعات النفطية وغيرها من الصناعات. في هذا البحث تم ازالة ايونات النحاس والرصاص من مياه الصرف باستخدام راتنج التبادل الايوني Purolite 0 في كل من النظام الثابت والنظام المستمر. يعد راتنج التبادل الايوني الخيار انسب لازالة ايونات المعادن الثقيلة و ذلك لانه صديق للبيئة واقتصادي ويستخدم مواد مستدامة وكذلك متاح بسهولة. يهدف هذا البحث الى دراسة المتغيرات المختلفة التي تؤثر على النظام الثابت مثل الرقم الهيدروجيني للمحلول , التركيز الابتدائي لايونات المعدن,كمية الراتنج و الوقت . وكذلك دراسة تأثير المتغيرات المختلفة على النظام المستمر مثل التركيز الابتدائي لايونات المعدن , وقت التلامس ومعدل الجريان. تم تحديد قيم المتغيرات للنظام الثابت على النحو التالي : الرقم الهيدروجيني( (pH كانت قيمه 3,7.5,12 اما التركيز الابتدائي لايونات المعدن (Cj) كانت 0 جزء بالمليون وكمية الراتنج (D,) تساوي 40,60,80 غرام ومدة الوقت()) كانت 0 دقيقة . تم تحديد قيم المتغيرات للنظام المستمر على النحو التالي : التركيز الابتدائي لايونات المعدن (C;) كانت 50,100,150 جزء بالمليون ومعدل الجريان (Q) كانت 0 مل/دقيقة وقت التلامس ()) كانت قيمه 30,60,90 دقيقة . العينات التي تم معالجتها براتنج التبادل الايوني . تم استخدام المجهر الالكتروني الماسح (SEM) لفحص الراتنج قبل وبعد عملية التبادل الايوني . للحصول على كمية وافية من البيانات باستخدام عدد قليل من التجارب وتم استخدام Box- Behnken (BBD) لتنظيم وتحسين الدراسات. كانت الظروف التشغيلية المثالية للنظام الثابت كالآتي : الرقم الهيدروجيني هو 11.089، والتركيز الابتدائي لأيونات المعدن هو 51.494 جزء في المليون، وجرعة الراتينج تساوي 57.883 غرام والوقت هو 62.134 دقيقة. اما الظروف التشغيلية المثالية للنظام المستمر كانت كالآتي: التركيز الابتدائي لأيونات المعدن هو 50 جزء في المليون، ووقت التلامس هو 30 دقيقة، ومعدل التدفق هو 40 مل / دقيقة. كانت lel كفاءة إزالة للرصاص 92.9% وللنحاس 94.3796. أما في نظام التدفق المستمر، فكانت أقصى كفاءة إزالة للرصاص 87.881% ٠، وللنحاس 88.29% يتبع عملية الامتزاز في العمليات الدفعية نموذج امتزاز Langmuir بينما في أنظمة التدفق المستمر تتبع نموذج Thomas الحركي . أظهرت النتائج أن راتنج Purolite C100 يمكنه بكفاءة إزالة أيونات النحاس والرصاص من مياه الصرف ولديه قدرة امتصاص ملحوظة لهذين العنصرين.
Abstract
Very dangerous metals like lead and copper are primarily found in wastewater and are produced by a variety of industries, including chemical manufacturing, painting, and coating. In this study, lead and copper ions were removed from synthetic wastewater using Purolite C100 ion exchange resin in both fixed bed batch and continuous flow procedures. Ion exchange resin is the most attractive choice since it is economical, ecologically friendly, uses sustainable resources, and is easily available. The work aims to study the effect of various parameters on the batch system such as the pH of the solution, initial metal ion concentration, resin dosage, and time, and the effect of various parameters on the continuous flow system such as initial metal ion concentration, contact time, and feed flow rate on the ion exchange process and optimize their values. The values of the variable for the batch system are set as pH was 3,7.5 and 12, initial metal ion concentration was 50,100 and 150 parts per million, resin dosage was 40,60 and 80 grams, and time was 30,60 and 90 minutes. The values of the variable for the continuous flow system are set as metal ion concentration was 50,100 and 150 parts per million, contact time was 30,60 and 90 minutes and feed flow rate was 20,40 and 60 ml/min. The quantities of Cu+2 and Pb+2 metal ions in the treated samples were measured using an Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) approach. The cation exchange resin was examined using a scanning electron microscope (SEM) both before and after the sorption of copper and lead ions. Response Surface Methodology (RSM) Box-Behnken Design (BBD) has been used to organize and optimize studies as it produces an enormous amount of data from a small number of trials. The optimum operating conditions for the batch system were pH equal 11.089, Initial metal ion concentration equal 51.494 ppm, Resin dosage equal 57.883 g and Time equal 62.134 min. The optimum operating conditions for the continuous flow system system were initial metal ion concentration equal 50 ppm, contact time equal 30 min, and flow rate equal 40 ml/min. In the batch system, the highest removal efficiency for Pb was 92.9%, and for Cu it was 94.37%. In the continuous flow system, the maximum removal efficiency for Pb was 87.881%, and for Cu, it was 88.293%. The adsorption process in batch operations follows the Langmuir adsorption isotherm, while in continuous flow systems, it follows Thomas's kinetic model. The results showed that the Purolite C100 resin could efficiently remove Cu+2 and Pb+2 ions from wastewater and had a notable adsorption capacity for copper and lead.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.