نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تهران، صندوق پستی: 4563-11155 ،تهران ـ ایران
2 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران- ایران
چکیده
در این کار پژوهشی توانایی درشت جلبک قهوه‌ای سیستوسریا ایندیکا از خانواده فائوفیتا و آمایش شده با کلسیم برای جذب توریم (IV)، وانادیم (V) و آهن (III) از پساب واقعی فرایند ترسیب شیمیایی توریم در یک ستون بستر ثابت با ارتفاع cm ۲۵/5 و قطر cm ۵/1 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که در جذب توریم (IV) از محلول خوراک‌های دوجزیی توریم- وانادیم و توریم - آهن، رقابت بین یون‌های توریم (IV) و وانادیم (V) قابل‌توجه‌تر از رقابت بین یون‌های توریم (IV) و آهن (III) است. هم‌چنین در جذب توریم، وانادیم، آهن به‌طور هم‌زمان از پساب واقعی ظرفیت جذب زیستی توریم (IV)، وانادیم (V) و آهن (III) به ترتیب برابر با ۶۰/۱۰۴، ۱۵/۲۴ و mg/g ۳۹/۱۷ به دست آمد که نشان می‌دهد میل ترکیبی یون‌های توریم (IV) به جلبک سیستوسریا ایندیکای آمایش شده با کلسیم بیش‌تر از یون‌های آهن (III) و وانادیم (V) است. نمودارهای شکست جذب با استفاده از مدل‌های بوهارت - آدامز، توماس، یون - نلسون، بلتر، دز - رسپانس اصلاح شده، گمپرتز و گمپرتز اصلاح شده مدل‌سازی شد. نتایج نشان داد که مدل گمپرتز اصلاح شده تطابق بهتری با داده‌های تجربی دارد. هم‌چنین، آزمایش تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و اندازه‌گیری غلظت کلسیم در پساب واقعی نشان داد که گروه‌های عاملی هیدروکسیل، آمین، آمید، متیلن، کربوکسیل و سولفات بیش‌ترین سهم را در سازوکار تبادل یونی با یون‌های توریم (IV)، وانادیم (V) و آهن (III) دارند.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Th(ІV), V(V), and Fe(ІІІ) biosorption from real wastewater of thorium chemical precipitation process by Ca-pretreated Cystoseria indica alga: breakthrough curves modeling in a fixed bed column and biosorption mechanism study
نویسندگان [English]
- M. Amiri 1
- A.R. Keshtkar 2
- M.A. Moosavian 1
1 Department of Chemical Engineering, University of Tehran, P.O.Box: 11155-4563, Tehran - Iran
2 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 11365-3486, Tehran - Iran
چکیده [English]
This research examined how Cystoseria indica brown macroalgae of the Phaophyta family can be pre-treated with calcium to sorb Th(IV), V(V), and Fe(III) from real wastewater resulting from the thorium chemical process using a fixed bed column whose bed height was 5.25 cm and its diameter was 1.5 cm. It was found that the competition between Th(IV) and V(V) ions is significant in Th(IV) biosorption from three-component feed solutions of Th(IV) - V(V) and Th(IV) - Fe(III). The biosorption capacity of Th(IV), V(V), and Fe(III) from real wastewater was also 104.60, 24.15, and 17.39 mg/g, respectively. It shows that the affinity of Th(ІV) ions to Ca-pretreated Cystoseria indica algae is higher than that of Fe(ІІІ) and V(V) ions. The biosorption breakthrough curves were modeled using Bohart-Adams, Thomas, Yoon-Nelson, Belter, adapted dose-response, Gompertz, and modified Gompertz models. The results showed that the modified Gompertz model better agreed with the experimental data. The Fourier transform infrared (FTIR) analysis and calcium concentration determination in real wastewater indicated that functional groups such as hydroxyl, amine, amide, methylene, carboxyl, and sulfate were most likely to participate in the ion exchange mechanism with Th(*V), V (V) and Fe(III) ions.
کلیدواژه‌ها [English]
- Multi-component biosorption
- Brown alga
- Fixed-bed column
- Breakthrough curve
- Empirical model
)