بررسی تجربی و تئوریک جذب تعادلی و دینامیک ستون برای حذف ترکیبات آلی فرار اکسیژنه از آب

هدف از این مطالعه بررسی جذب سطحی فنل بر روی کربن فعال در دو سیستم ناپیوسته و پیوسته بوده است. در سیستم ناپیوسته اثرات پارامترهایی چون دما، میزان جاذب مصرفی بهینه، ph، غلظت اولیه و زمان تماس لازم برای رسیدن به تعادل مورد مطالعه قرار گرفت تا مقدار این پارامترها برای داشتن جذب حداکثری مشخص شود. آزمایشات ناپیوسته در سه دمای 20، 30 و 0c40 در محدوده غلظتی 100-1000 میلی گرم بر لیتر، برای تعیین اثر دما انجام شد و مشخص گردید، ظرفیت جذب و درصد حذف با افزایش دما کاهش می یابد. طوریکه بیشترین ظرفیت جذب و درصد حذف در دمای 0c20 بدست آمد و می تواند دلیلی بر گرمازا بودن فرایند باشد. در این مطالعه سه مدل همدما شامل فرندلیچ، لانگمیر و لانگمیر-فرندلیچ برای توصیف داده های جذب تعادلی مورد استفاده قرار گرفتند. که مدل لانگمیر-فرندلیچ ضریب همبستگی بالاتری نسبت به دو ایزوترم دیگر داشت. برای تشخیص مدل سینتیکی مناسب، از دو مدل شبه درجه اول و شبه درجه دوم استفاده شد و مشخص گردید مدل شبه درجه دوم با داده های تجربی تطابق بهتری دارد. از مدل نفوذ درون ذره ای برای تشخیص مرحله کنترل کننده سرعت و مکانیسم فرایند استفاده گردید. محاسبات ترمودینامیکی برای تعیین میزان آنتروپی، آنتالپی و انرژی آزاد گیبس انجام گرفت و معین گردید میزان ?g منفی نشان از خودبخودی بودن واکنش دارد و ماهیت گرمازای فرایند نیز با مقدار منفی تعییرات آنتالپی تایید شد. آزمایشات پیوسته نیز برای تعیین رفتار جذب در ستون بستر ثابت و تعیین منحنی رخنه صورت گرفت. اثر پارامترهایی چون، دبی جریان، غلظت اولیه محلول، ارتفاع بستر و دمای محلول بررسی گردید و شکل منحنی رخنه تحت شرایط عمیاتی مختلف بدست آمد. معین شد با افزایش غلظت اولیه، زمان رخنه و خستگی در ستون و درصد حذف کاهش، و میزان جذب افزایش می یابد. همچنین با افزایش دبی جریان درصد حذف کاهش می یابد و میزان جذب با افزایش دما کم می شود. برای مدل سازی ریاضی رفتار ستون، مدل های یان و توماس مورد استفاده قرار گرفت. هر دو مدل تطابق خوبی با داده های تجربی داشتند. مدل یان در لحظات ابتدایی عملیات مناسب تر به نظر می رسد و دارای ضریب همبستگی بالاتری می باشد، اما میزان جذب پیش بینی شده توسط مدل توماس به مقادیر تجربی نزدیکتر است.