بررسی حذف کروم شش ظرفیتی از پساب های صنعتی توسط کامپوزیت نانوبیومغناطیسی

در این پژوهش کامپوزیت بیو-نانومغناطیسی با تثبیت نانوذرات مغناطیسی سنتز شده به روش شیمیایی بر روی قارچ aspergillus niger (جداسازی و خالص سازی شده از پوسته‌ی پسته) تولید شد. هدف از استفاده‌ی مگنتیت در ابعاد نانو، جدایش مغناطیسی بیوکامپوزیت تولید شده پس از جذب با اعمال حداقل میدان مغناطیسی خارجی، بوده است. این امر صرفه‌ی اقتصادی استفاده از جاذب تولیدی در تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی را افزایش می‌دهد. به منظور تعیین مقدار بهینه‌ی پارامترهای تاثیر گذار بر فرایند جذب کروم توسط کامپوزیت تولید شده، از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ استفاده شد. نتایج حاصل از آزمایشات انجام شده جهت مطالعه تاثیر پارامترهای مختلف از جمله ph، دور همزنی، زمان، غلظت اولیه یون کروم و میزان جاذب بر درصد بازیابی کروم(vi) از محلول نشان داد که افزایش ph و دور همزنی سبب افزایش درصد بازیابی این یون می شود. همچنین افزایش میزان جاذب به سبب افزایش تعداد جایگاه های برهمکنش میزان بازیابی یون کروم را افزایش می دهد. نتایج نشان داد که مقادیر زیاد جاذب به زمان کمتری برای فرایند جذب نیاز دارند. به علاوه مقادیر اولیه بسیار کم یون کروم نیز با افزایش دور همزنی به مقدار بسیار زیادی قابل بازیابی است. آزمایش‌های تعیین سینتیک فرایند نشان جذب یون کروم از محلول توسط بیوکامپوزیت تولید شده (در شرایط بهینه) از مدل سینتیکی نفوذ درون ذره پیروی می‌کند که نشان دهنده‌ی جذب چند لایه و درون سلول همراه با یکدیگر می‌باشد. نتایج حاصل از وابستگی دمایی فرایند جذب نشان داد که حداکثر بازیابی در دمای 40 درجه‌ی سانتی گراد اتفاق می‌افتد که مقدار آن برابر 81/99 درصد است. با توجه به این می‌توان گفت جاذب تولید شده در این پژوهش توانایی بالایی در حذف عناصر سنگینی همچون کروم شش ظرفیتی، از پساب‎های آلوده را دارا است. استفاده از منابع ارزان قیمت و قابل دسترس و همچنین توانایی جدایش مغناطیسی جاذب در حداقل میدان مغناطیسی خارجی از مزایای کامپوزیت بیو-نانومغناطیس تولید شده بوده و سبب می شود که آن را یک جاذب مناسب در فرایندهای تصفیه پسابهای صنعتی به شمار آورد. این جاذب علاوه بر بازدهی بالای جذب از نظر هزینه های تولید و جداسازی قابل رقابت با جاذبهای متداول بوده و پتانسیل بالایی برای صنعتی شدن دارد.

a study on the hexavalent chromium removal from wastewater by a novel magnetic nanobiocomposite

sorption is the most effective approach to the wastewater treatment, but the removal of the adsorbents from water has always been a challenging problem which may be resolved by using magnetic separation. in this work, a magnetic bio-adsorbent was prepared using low cost and high-performance sources such as aspergillus niger and applied in cr (vi) removal from a synthetic solution. central composite design (ccd) was applied to determine the optimal condition of cr (vi) adsorption on the produced magnetic nano-bio-composite. the results showed that in the short adsorption time, augmentation of ph enhances the cr removal while in higher adsorption duration the chromium removal percent declines due to the ion adsorption competition. also, independent of the ph value, increasing the adsorbent dosage improves the chromium removal due to the increase of active sites. it is noticeable that although the adsorption time has a negligible effect on the chromium removal, its influence at low and high levels of adsorbent dosage is inverse. it means that, if a small amount of sorbent is used, longer time is needed for chromium removal. investigation of the effects of cr (vi) initial concentration and agitation rate on the chromium removal shows that, rising the agitation rate increases the external velocity of the fluid which brings about a reduction in the resistance of the external surface film on the sorbent which subsequently causes the highest cr (vi) adsorption at low initial concentration. kinetic studies showed that regardless of temperature, the process followed intraparticle diffusion model at 40ºc. accordingly, the magnetic nano-bio-composite has a perfect ability to be used as the chromium adsorbent, and can be collected by a low external magnetic field. also, the features of the applied low cost and high efficient biological approach was compared with a chemical co-precipitation method in industrial applications.