吸附锌(II)使用咖啡豆从电镀工业废水壳低一个¢€“吸附剂成本

文摘

锌被广泛用于电镀工业涂料的表面风力机部件,电子产品,家居用品,手泵和门锁等基本处理单元即。,清洗,preplating、镀后和清洗主要是污染附近的水体。各种技术可用于锌(II)的去除水解决方案包括离子交换溶剂萃取、溶剂萃取法、化学沉淀法等,但这些方法成本密集型和大规模的治疗负担不起废水富含锌(II)像印度这样的发展中国家。目前的研究重点是确定锌(II)的低成本吸附剂吸附电镀工业废水。有许多潜在的替代现有的处理技术。因此本研究设想pH值的影响,吸附剂剂量和搅拌时间对锌(II)吸附程度的激活咖啡豆皮从锌电镀工业废水。吸附数据已经与朗缪尔和弗伦德里希吸附等温线模型

关键字

咖啡豆壳吸附重金属,二价锌、动力学研究

介绍

农业工业废物的主要环境问题是咖啡加工的副产品。几个废物,即,樱桃和羊皮纸皮处理过程中生成的咖啡水果和咖啡。果胶的咖啡豆外壳有一些阳离子交换特性。果胶的galacturonic低聚糖的形式类似于离子交换树脂。他们可以和二价和六价金属形成配合物(1]。有了这个背景,咖啡豆外壳被选为生物吸附剂吸附锌(II)电镀废水在目前的调查。

方法

吸附剂的制备

咖啡豆外壳由木质素在潮湿和干燥条件。因此delignify咖啡豆皮是用0.1 N氢氧化钠解决方案10小时(2]。0.1 N的咖啡豆皮被硫酸大约4 - 5小时,除去碱性,用蒸馏水洗净,直到洗水成为无色。生物吸附剂在阳光并存储在干燥器干燥。

收集的废水

电镀层洗水从行业收集塑料容器按标准方法(3]。工业废水的镀锌单位按标准方法和结果进行了分析预测表1。

表1。锌电镀工业废水的特点。

研究吸附能力的咖啡豆外壳,批处理实验。100毫升的样品收集到每个锥形烧瓶。这些烧瓶内的吸附剂添加1 g / l,彻底搅拌45分钟轨道瓶在180 rpm。暂停绘画纸滤纸过滤没有:41,滤液分析spectrophotometrically残余锌(II)浓度。在目前的研究工作,pH值的影响,接触时间、吸附剂剂量和吸附数据建模进行了研究。雷竞技网页版初始pH值调整为0.1 N盐酸/硫酸。所有的实验32°C。

结果

pH值的影响

pH值影响吸附过程的官能团离解吸附剂和吸附物。吸附过程中pH值是一个重要的控制因素。因此,氢离子浓度的作用,研究了在目前的调查,覆盖范围2 - 8。pH值对锌的吸附的影响(2)所示(表1)。可以看出高pH值4 - 8没有对金属吸附的影响。在pH值3.5锌(II)增长了55%,在pH值为2.5,金属吸附最大达到97%。pH值较低,大量的H +离子中和负电荷咖啡豆外壳或中性组转换为带正电集团和提高锌(II)的吸附物种。吸附剂的表面性质和金属物种形成受到金属溶液的pH值的影响。金属阳离子吸附剂的摄入降低pH值低于3及以上8;在其等电点ph值和最高最低碱性ph值范围(4]。pH值平衡是获得120年2分钟的搅拌时间。也观察到类似的结果热解蔗渣字符作为低成本吸附剂系统(5]。

吸附剂用量的影响

批量吸附研究进行了32°C和pH值2.5。吸附剂用量从10 - 50 mg和不同的锌(II)增加30 - 80%。这是可以预料到的,因为一个固定的污水浓度增加总吸附剂剂量提供了一个更大的表面积或吸附网站,因此吸附剂的吸附增加剂量下(表2)。增加吸附剂用量增加锌(II)的吸附物种。这种观察报道使用褐煤与铅的去除(6]。

表2。动力学建模的吸附锌(II)。

搅拌时间的影响

搅拌时间以及温度和pH值对锌的吸收(2)废水的咖啡豆外壳被记录。生物吸附从21个增加到85%在30到120分钟。已达到平衡,在150分钟32°C和pH值2。搅拌时间的增加增加了咖啡豆的吸附容量外壳可能是由于增加的内部粒子扩散发生在长时间震动(表3)。这种观点是依照结果除锌和镍的木屑(7]。

动力学建模

吸附的研究描述了溶质的吸收速率进而控制吸附物吸收的停留时间在固溶体接口。锌(II)的吸附动力学吸附活性coffeebean壳。由Largergen遵循一阶速率表达式。

日志(qe-q) =日志qe - ka t / 2.303

Ka(秒¹)是吸附的速率常数。

问和量化宽松的锌(II)吸附(毫克/克)时间不平衡时间,分别。

当日志(qe-q)和“t”策划,线性情节展示的适用性Lagergren锌(II)吸附方程。Ka值在不同初始浓度计算线性斜坡的情节和给出表3。

表3。朗缪尔吸附等温式的数据。

吸附等温式

吸附等温线的研究有利于确定吸附剂的吸附潜力。因此朗缪尔和弗伦德里希吸附等温线模型应用。朗缪尔方程相关的吸附物吸附量与平衡水concentrarion。朗缪尔方程的线性变换(8)给出:

1 / x / m = 1 / b + 1 / abC

“x”在哪里的锌(II)吸附在毫克/ 100毫升,“m”是吸附剂的重量(g)、Ce的残余浓度锌(II)在毫克/ 100毫升的平衡。朗缪尔常数a和b的措施是最大吸附容量和吸附的能量了吗表3。

R L = 1/1 + bCo

,公司被吸附物的初始浓度和b的朗缪尔常数。RL > 1表明不利的等温线,RL = 1表示线性等温线,0 < RL < 1表明良好的等温线,RL = 0表示不可逆转的等温线。

RL的值< 1,获得研究表明朗缪尔吸附等温式的能力。弗伦德里希方程(9)的线性形式表示为:

日志日志Kf + x / m = 1 / n日志Ce

在“x”的锌(II)吸附在毫克/ 100毫升。“m”是吸附剂(g)的重量。Ce的残余浓度锌(II)在毫克/ 100毫升的平衡。Kf和1 / n。弗常数相关的吸附容量和吸附强度分别评估通过最小二乘拟合的数据绘制对数x / m vs Ce 1 / n的斜率和截距Kf的日志。吸附强度的值1 / n < < 1揭示了这种吸附等温式的适用性。Kf中给出的值表3。

弗伦德里希方程的线性形式表示如下:

日志(x / m) =日志Kf + 1 / n logCe

在那里,

“x”的数量是锌(II)吸附在毫克/ 100毫升

“m”是吸附剂的重量(克)

Ce的残余浓度锌(II)在毫克/ 100毫升的平衡。

Kf和1 / r是弗伦德里希常数相关的吸附容量和吸附强度,分别。

吸附强度的值1 / n < < 1显示该吸附等温式的应用。Kf中给出的值表4。

表4。弗伦德里希等温线数据。

结论

Biopsorptive潜力受到pH值、吸附剂和搅拌时间。因此本研究锌(II)的吸附活化咖啡豆外壳已经支持,它是一种有效的低成本吸附剂去除锌(II)的电镀废水。朗缪尔和弗伦德里希吸附等温式关联平衡吸附数据。的吸附锌(II)跟着Lagergren一级动力学。因此,咖啡豆外壳被发现非常有效biosorbent锌(II)的高效去除废水。实验和建模的结果将被证明是有用的在设计和制造高效锌(II)丰富的污水处理厂。

引用

1. Rolz C, et al。咖啡加工技术。危地马拉研究所Centro de Investigaciory美国佬Technologia工业》1985。
2. Suneel C, et al。石油泄漏remediation-use碱治疗锯末作为吸附剂。在环境规划和管理国际会议。1996:424 - 526。
3. 美国公共卫生协会。水和废水的标准检测方法。美国公共卫生协会,华盛顿特区;1992年。
4. Sharma YC。吸附铬(VI)的wallastenite-effect博士印度化学技术杂志》上。2001:8;186 - 190。
5. 普拉萨德商场ID和j .热解蔗渣char——低成本有效的污水系统forpulp和造纸厂。印度的纸浆和造纸技术协会杂志。1998;10。
6. 于jaf AA。吸附铅在褐煤表面效应的联系时间的pH值,温度和褐煤的大小。雷竞技网页版印度化学家理事会J。2003; 20:7-12
7. Varshney。重金属的吸附尘埃。亚洲Env。1989; 10。