بررسی رفتار سینتیکی و تعادلی جذب مواد آلی ویناس بر کربن فعال گرانولی

هادوی فر, مجتبی; دلبری, اعظم سادات

doi:10.22060/ceej.2017.12376.5197

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

تعداد نشریات	7
تعداد شماره‌ها	399
تعداد مقالات	5,389
تعداد مشاهده مقاله	5,288,209
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	4,882,948

	بررسی رفتار سینتیکی و تعادلی جذب مواد آلی ویناس بر کربن فعال گرانولی
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
مقاله 3، دوره 50، شماره 2، خرداد و تیر 1397، صفحه 269-278 اصل مقاله (589.65 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2017.12376.5197
نویسندگان
مجتبی هادوی فر^* ¹؛ اعظم سادات دلبری²
¹دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، خراسان رضوی، ایران
²سازمان حفاظت محیط زیست، دانشکده محیط زیست، البرز، کرج، ایران
چکیده
در فرآیند تخمیر الکلی از ملاس چغندر قند به عنوان منبع کربن استفاده میگردد که بعد از این فرآیند ملاس تبدیل به ماده دورریزی به نام ویناس می گردد که ماده ای رنگی حاوی مقادیر بالایی مواد آلی می باشد. در این مطالعه رفتار سینتیکی و تعادلی جذب مواد آلی بر سطح کربن فعال گرانولی ( GAC)بررسی گردید. نتایج نشان داد که مدل فرندلیچ به میزان اندکی تطابق بهتری با روند جذب نسبت به مدل لانگمایر نشان می دهد و کمترین مقدار تطابق دادهها با مدل تمکین بود ( R²برابر 0/92). مقدار R²در مدل فرندلیچ 0/983بدست آمده و در مدل لانگمایر مقدار آن 0/976بوده است که بین این دو تغییر اندکی مشاهده می شود. مقدار q_mدر مدل لانگمایر، mg/g 71/149 بدست آمده است که با مقدار تجربی آن ( mg/g 68/1) نزدیک است. از طرفی دیگر مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم قابلیت توصیف بالاتری (بر حسب مقادیر )R²نسبت به مدل سینتیکی شبه مرتبه اول دارد و مقادیر q_e2بدست آمده به مقادیر q_{e. exp}نزدیکتر است. نتایج نشان داد که نرخ جذب در مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم (H )تابعی از غلظت اولیه جزء جذب شونده در محلول است که با افزایش غلظت CODاولیه میزان آن افزایش می یابد.
کلیدواژه‌ها
ویناس؛ مدل های هم دما؛ سینتیک جذب؛ کربن فعال؛ مواد آلی
موضوعات
آلودگی آب ، فاضلاب؛ روش های نوین مهندسی؛ مهندسی محیط زیست
عنوان مقاله [English]
Equilibrium and Kinetic Studies of Adsorption Organic Compounds of Vinasse onto Granular Activated Carbon
نویسندگان [English]
M. Hadavifar¹؛ A. Sadat Delbari²
¹Dept. of environmental engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
²Department of Environmental, College of Environment, Alborz, Karaj, Iran
چکیده [English]
Distilleries wastewater (vinasse) because of its pollution problems is serious environmental concern. In this study the equilibrium and kinetic studies of adsorption organic compounds of vinasse onto granular activated carbon was investigated. In order to determine the effect of initial COD (Chemical Oxygen Demand) concentration on the adsorption effciency, different COD concentrations with granular activated carbon (GAC) dosage of 50 g/l were tested. The COD removal trends for different concentration vinasse solution was investigated at different initial concentration, pH=2 and temperature of 25 °C. The ultimate or equilibrium concentrations were determined for all initial COD concentration. The qe values for different COD concentrations of 1957, 3391, 5222, 6558 and 8975 mg/l were found to be 29.3, 46.2, 50.6, 58 and 68.1 mg/g, respectively. An increase in qe was obtained by increasing initial COD concentration, indicating selective nature of GAC in particular organic matters. Equilibrium qe values of fve initial COD concentrations that were ftted by isotherm models. Both Freundlich (R2= 0.983) and Langmuir (R2 = 0.976) isotherms give a good correlation for GAC adsorption of total organic maters in terms of R2 values, however it is slightly higher in Freundlich model and Temkin model demonstrated a low ftness (R2=0.92). The maximum adsorption capacity of GAC (qm) predicted by Langmuir model was 71.14 mg/g. The empirical value of qe in our study was 68.1 mg/g with a good vicinity to predicted value by Langmuir isotherm model (71.149 mg/g).
کلیدواژه‌ها [English]
vinasse, Isotherm models, Adsorption kinetics, activated carbon, Organic Compounds
سایر فایل های مرتبط با مقاله 254_2__1532431984.pdf
مراجع
[1] N. Goksungur, Y. and Zorlu, Production of ethanol from beet molasses by Ca alginate immobilized yeast cells in a packed-bed bioreactor, Turkish Journal of Biology. 25(3) (2001) 265–275 [2] J. Keramat, S. Malek, Separation of caramel color from beet molasses and investigation of characteristics and application in food industries, Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. 1(1380) 175-187 (in Persian). [3] N. Jain, A.K. Minocha, C.L. Verma, Degradation of predigested distillery efﬂuent by isolated bacterial strains, Indian Journal of Experimental Biology. 40 (2002) 101–105. [4] A.R. Navarro, M. del C. Sepúlveda, M.C. Rubio, Bioconcentration of vinasse from the alcoholic fermentation of sugar cane molasses, Waste Management. 20 (2000) 581–585. [5] Y. Satyawali, M. Balakrishnan, Wastewater treatment in molasses-based alcohol distilleries for COD and color removal: A review, Journal of Environmental Management. 86 (2008) 481–497. [6] L.A. Ioannou, G.L. Puma, D. Fatta-Kassinos, Treatment of winery wastewater by physicochemical, biological and advanced processes: A review, Journal of Hazardus Materials. 286 (2015) 343–368. [7] P. Asaithambi, B. Sajjadi, A. Raman, A. Aziz, Integrated ozone-photo-Fenton process for the removal of pollutant from industrial wastewater, Canadian Journal of Chemical Engineering. 25(4) (2016) 516-522. [8] M. Hadavifar, H. Younesi, A. Zinatizadeh, Application of Ozone and Granular Activated Carbon for Distillery Efﬂuent Treatment, Water & Wastewater. 21 (2010) 10–18. [9] A.C. Wilkie, K.J. Riedesel, J.M. Owens, Stillage characterization and anaerobic treatment of ethanol stillage from conventional and cellulosic feedstocks, Biomass and Bioenergy. 19 (2000) 63–102. [10] M. Coca, M. Peña, G. González, Variables affecting effciency of molasses fermentation wastewater ozonation, Chemosphere. 60 (2005) 1408–1415. [11] R.P. Georgiou, E.P. Tsiakiri, N.K. Lazaridis, A.A.Pantazaki, Decolorization of melanoidins from simulated and industrial molasses efﬂuents by immobilized laccase,Journal of Environmental Chemical Engineering. 4(2016) 1322–1331. [12] E.C. Bernardo, Decolorization of molasses wastewater using activated carbon prepared from cane bagasse, Carbon. 35 (1997) 0–4. [13] R. Chandra, P.K. Pandey, Decolorization of anaerobically treated distillery efﬂuent by activated charcoal adsorption method, Indian Journal of Environmental Protection. 21 (2000) 134–137. [14] D. Sekar, D.V.S. Murthy, Color removal of distillery spentwash by adsorption technique, Indian Chemical Engineer. 40 (1998) 176–181. [15] APHA, Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th edition., Washington DC, 1998. [16] M. Hadavifar, N. Bahramifar, H. Younesi, Q. Li, Adsorption of mercury ions from synthetic and real wastewater queous solution by functionalized multiwalled carbon nanotube with both amino and thiolated groups, Chemical Engineering ournal. 237 (2014) 217–228. [17] Y. Sağ, Y. Aktay, Application of equilibrium and mass transfer models to dynamic removal of Cr(VI) ions by Chitin in packed column reactor, Process Biochemistry. 36 (2001) 1187–1197. [18] A.P. Stafussa, G.M. Maciel, A.G. Da Silva Anthero, M.V. Da Silva, A.A.F. Zielinski, C.W.I. Haminiuk, Biosorption of anthocyanins from grape pomace extracts by waste yeast: kinetic and isotherm studies, Journal of Food Engineering. 169 (2016) 53–60. [19] A. Dada, A. Olalekan, A.. Olatunya, O. Dada, Langmuir , Freundlich , Temkin and Dubinin – Radushkevich isotherms studies of equilibrium sorption of Zn2+ unto phosphoric acid modifed rice husk, IOSR Journal of Applied Chemistry. 3 (2012) 38–45. [20] D. Robati, Pseudo-second-order kinetic equations for modeling adsorption systems for removal of lead ions using multi-walled carbon nanotube, Journal of Nanostructure in Chemistry. 3 (2013) 55. [21] H. Qiu, L. Lv, B. Pan, Q. Zhang, W. Zhang, Q. Zhang, Critical review in adsorption kinetic models, Journal of Zhejiang University SCIENCE A. 10 (2009) 716–724. [22] Y.S. Ho, G. Mckay, the Kinetics of Sorption of Divalent Metal Ions Onto Sphagnum Moss Peat, Water Research.34 (2000) 735–742. [23] F.N. Arslanoglu, F. Kar, N. Arslan, Adsorption of dark coloured compounds from peach pulp by using owderedactivated carbon, Journal of Food Engineering, 71(2) (2005) 156-163. [24] S. H. Zavar Mosavi, M. Fazli, A. Rahmani, Removal of Cadmium from Aqueous Solution by Nano Structured γ-Alumina, Journal of Water and Wastewater. 4(1390) 9-20 (in Persian). [25] V. Caqueret, S. Bostyn, B. Cagnon, H. Fauduet, Purifcation of sugar beet vinasse - Adsorption of polyphenolic and dark colored compounds on different commercial activated carbons, Bioresource Technology.99 (2008) 5814–5821. [26] Y. Satyawali, M. Balakrishnan, Removal of color from biomethanated distillery spentwash by treatment with activated carbons, Bioresource Technology. 98 (2007) 2629–2635. [27] S. Figaro, S. Louisy-Louis, J. Lambert, J.J. Ehrhardt, A. Ouensanga, S. Gaspard, Adsorption studies of recalcitrant compounds of molasses spentwash on activated carbons, Water Research. 40 (2006) 3456–3466. [28] G.D. Vuković, A.D. Marinković, M. Čolić, M.Đ.Ristić, R. Aleksić, A.A. Perić-Grujić, et al., Removal of cadmium from aqueous solutions by oxidized and ethylenediamine-functionalized multi-walled carbon nanotubes, Chemical Engineering Journal. 157 (2010) 238–248.
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,117 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,578

سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب

پیوندهای مفید

آمار

بررسی رفتار سینتیکی و تعادلی جذب مواد آلی ویناس بر کربن فعال گرانولی