مدل‌سازی تعادلی و سینتیکی فرآیند حذف فلزات سنگین توسط کربن فعال

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی

چکیده

فرآیند جذب سطحی توسط کربن فعال از متداول‌ترین فرآیندهای حذف فلزات سنگین از پساب‌های مختلف می‌باشد. در این مطالعه، مدل‌سازی فرآیند جذب یون‌های فلزی Pb2+، Cd2+ و Ni2+ توسط کربن فعال در حالت‌های تعادلی و سینتیکی بررسی شده است. ایزوترم‌های لانگمیر، فرندلیچ، ردلیش-پترسون و سیپس برای مطالعه سیستم تعادلی جذب در حالت تک جزئی و ایزوترم لانگمیر چند جزئی برای بررسی تعادل در سیستم‌های جذب چندجزئی استفاده شدند. ایزوترم های کاربردی پیش‌بینی خوبی از تعادل سیستم داشتند. مدل‌های شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و نفوذی برای مطالعه سینتیک سیستم به کار رفتند. بر اساس نتایج، مدل نفوذی همراه با ایزوترم لانگمیر کمترین خطا را بین مدل‌های مختلف دارد. مقدار ضریب نفوذ مؤثر هر یون فلزی در سیستم‌های جذب به ترتیب برای یون‌های فلزی Pb2+، Cd2+ و Ni2+ مقادیر cm2.s-1 6-1092/1، cm2.s-1 6-109/1و cm2.s-1 6-102/1 محاسبه شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Equilibrium and kinetic modeling of removal process for heavy metals using activated carbon

چکیده [English]

Adsorption process with activated carbon is one of the most common methods for heavy metals removal from various wastewaters. In this study, modeling of of Pb2+,Cd2+,Ni2+ adsorption have been investigated with activated carbon in equilibrium and kinetic states. Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Sips isotherms were applied for study of equilibrium in single adsorption systems and multicomponent Langmuir isotherm was selected for equilibrium study in multicomponent adsorption system. All studied isotherms had good prediction for equilibrium of these systems. Pseudo-first order, pseudo second order and film-pore volume diffusion model were applied for investigation of adsorptionkinetics. According to the results, film-pore volume diffusion model based Langmuir isotherm had minimum average relative error. Effective pore volume diffusivity was determined 1.9210-6 cm2.s-1, 1.9010-6 cm2.s-1 and 1.2010-6 cm2.s-1, for Pb2+, Cd2+ and Ni2+, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Metal ions
  • Activated Carbon
  • Isotherm
  • kinetic
  • diffusional model