Removal of copper ions onto walnut shells by using batch and continuous fluidized bed
Other Title(s)
إزالة أيونات النحاس بواسطة قشور الجوز باستخدام مفاعلات الدفع المتقطع و المستمر
Joint Authors
Ibrahim, Shahla Ismail
Rashid, Faruq Abd Allah
Source
Issue
Vol. 19, Issue 8 (31 Aug. 2013), pp.978-991, 14 p.
Publisher
University of Baghdad College of Engineering
Publication Date
2013-08-31
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
14
Main Subjects
Topics
Abstract AR
تعتبر العناصر الثقيلة في الماء واحدة من أهم المشاكل البيئية.
حيث أنها تعتبر ملوثات غير قابلة للتحلل بيولوجيا و لها تأثيرات خطيرة على الصحة و البيئة.
إن عملية إزالة هذه الملوثات من الممكن إنجازها بنجاح باستخدام مواد رخيصة.
في هذا البحث تمت اختيار دراسة إزالة أيونات النحاس و الذي هو أحد العناصر الثقيلة التي تنتج من مختلف الصناعات بعملية الامتزاز و ذلك باستخدام فضلات زراعية و هي قشور الجوز بطريقتي الدفع المتقطع و المستمر.
إن كلفة عملية الإزالة منخفضة بسبب رخص المادة المستخدمة (قشور الجوز) و توفرها بكميات كبيرة.
تمت دراسة تأثير سرعة الخلط, كمية المادة المازة, زمن الخلط بالإضافة إلى تأثير الدالة الحامضية pH للمادة الممتزة بثبوت درجة الحرارة (20 °C) و حجم الدقائق المازة (1 mm) في إزالة أيونات النحاس لتحديد ظروف التشغيل الأمثل.
في نظام الدفع المتقطع, تم إيجاد أن أفضل كفاءة قشور الجوز لإزالة الأيونات النحاس تصل إلى 75.55% في درجة حرارة 20° C و بسرعة خلط 200 rpm و قيمة الدالة الحامضية pH مساوية إلى 7 و زمن الخلط مساوي إلى 6 ساعات و كانت أعلى سعة الامتزاز مساوية إلى 11.94 mg/g.
تم إجراء تجارب (Equilibrium Isotherm) و تم تحليل النتائج باستخدام أربعة موديلات رياضية و وجد أن موديل Langmuir هو أفضل موديل رياضي يمثل نتائج العملية.
تم إجراء تجارب (Kinetic) و استخدمت النتائج لتحليل تأثير الطبقة المحيطة بدقائق المادة المازة.
و كان هناك تطابق جيد بين النتائج العملية و النظرية المستحصلة من موديل الامتزاز في تجارب ال Kinetic عند استخدام موديل التفاعل الحركي من الدرجة الثانية Pseudo Second Order Kinetic حيث أن أكثر من 95% من أيونات النحاس تم امتزازها خلال 6 ساعات و باستخدام سرعة مثلى مقدارها 800rpm.
و تم استخدام نظامين في تجارب الدفع و المستمر لتحري إزالة أيونات النحاس باستخدام قشور الجوز في عمودي الامتزاز الثابت و المتميع بدرجة حرارة 20 °C و pH 7.
و تمت دراسة تأثيرات كل من معدل الجريان, تركيز الملوث الابتدائي و معدل الجريان, تركيز الملوث الابتدائي و ارتفاع الحشوة لكلا النظامين.
إن منحنيات الاختراق (Breakthrough Curves) تدل على أن زيادة تركيز الملوث الابتدائي و معدل الجريان يؤدي إلى سرعة حصول الامتزاز و الوصول إلى نقطة الاختراق Break Point, بينما يستغرق الوصول إلى نقطة الاختراق زمن أطول في حالة زيادة ارتفاع الحشوة.
و تم التوصل إلى أن عمود الامتزاز المتميع هو أفضل من أداء عامود الامتزاز الثابت حتى في زيادة التركيز الابتدائي و معدل الجريان و هذا يعزى إلى وجود (Dead Zone) بين الدقائق المازة في العمود المستمر.
Abstract EN
An agricultural waste (walnut shell) was undertaken to remove Cu (II) from aqueous solutions in batch and continuous fluidized bed processes.
Walnut shell was found to be effective in batch reaching 75.55 % at 20 and 200 rpm, when pH of the solution adjusted to 7.
The equilibrium was achieved after 6 h of contacting time.
The maximum uptake was 11.94mg / g.
The isotherm models indicated that the highest determination coefficient belongs to Langmuir model.
Cu (II) uptake process in kinetic rate model followed the pseudo-second-order with determination coefficient of 0.9972.
More than 95 % of the Cu (II) were adsorbed on the walnut shells within 6 h at optimum agitation speed of 800 rpm.
The main functional groups responsible for biosorption of Cu (II) onto walnut shell were hydroxyl, carbonyl, carboxylate, carboxylic acids, alcohols groups, and aromatic compounds.
In continuous system, fluidized bed column at 20, and pH 7 was carried out to study the effects of various parameters like (flow rate, bed depth, and initial concentration).
The time of breakthrough was 97 min when the initial concentration (Co = 20mg / l), bed depth (L = 10cm), and flowrate (Q = 10l / h).
American Psychological Association (APA)
Ibrahim, Shahla Ismail& Rashid, Faruq Abd Allah. 2013. Removal of copper ions onto walnut shells by using batch and continuous fluidized bed. Journal of Engineering،Vol. 19, no. 8, pp.978-991.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-336161
Modern Language Association (MLA)
Ibrahim, Shahla Ismail& Rashid, Faruq Abd Allah. Removal of copper ions onto walnut shells by using batch and continuous fluidized bed. Journal of Engineering Vol. 19, no. 8 (Aug. 2013), pp.978-991.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-336161
American Medical Association (AMA)
Ibrahim, Shahla Ismail& Rashid, Faruq Abd Allah. Removal of copper ions onto walnut shells by using batch and continuous fluidized bed. Journal of Engineering. 2013. Vol. 19, no. 8, pp.978-991.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-336161
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 990-991
Record ID
BIM-336161
