بررسی حذف فلزات سنگین شیرابه مواد زائد جامد شهری با استفاده از نانو ذرات اکسید آهن

قرار گرفتن در معرض فلزات ستگین خطرات بالقوه ای برای انسان دارد، و به دلیل مجاورت لندفیل ها به منابع آب زیرزمینی و اکوسیستم گیاهی تصفیه شیرابه ضروری می باشد. معمول ترین روش برای حذف فلزات سنگین استفاده از روش جذب است. در میان جاذب های در دسترس، nmosها یا همان اکسید فلزات در اندازه نانو به عنوان جاذب فلزات سنگین شناخته می شوند که شامل اکسید آهن، اکسید منگنز، اکسید آلومینیم، اکسید تیتانیوم و اکسید سریوم است که سطح ویژه بالا و تمایل شدیدی برای جذب فلزات سنگین در محلول های آبی دارند. دراین میان، nmosهای مغناطیسی مانند نانو ذرات اکسید آهن از موقعیت به سزایی برخوردار هستند و اهمیت بالایی دارند، به این خاطر که در یک میدان مغناطیسی به راحتی از محلول جدا می شوند و این مورد برای بازیابی، استفاده مجدد و در نتیجه کاهش هزینه ها بسیار موثر هستند. شیرابه دارای مقادیر مختلفی از فلزات سنگین می باشد، در این میان سرب، روی و منگنز فلزات غالب در شیرابه می باشند. به همین جهت هدف این تحقیق بررسی حذف فلزات سنگین سرب، روی و منگنز در محلول های آبی و در شیرابه توسط نانو ذرات اکسید آهن(fe3o4) و بهینه کردن این فرآیند می باشد. نانو ذرات اکسید آهن توسط روش های متنوعی سنتز می شود. در میان این روش ها، روش همرسوبی به دلیل فرآیند نسبتاً ساده و متناسب با امکانات آزمایشگاهی انتخاب شد. همچنین در بعضی از آزمایشات این تحقیق از نانو ذرات مگنتیت پوشانده شده توسط ژل سیلیس استفاده شد، نانو ذرات مگنتیت پوشش داده شده توسط ژل سیلیس، با استفاده از فرآیند سل- ژل و روش استوبر تولید شدند. پارامتر های موثری در میزان حذف فلزات سنگین از محلول های آبی موثر می باشند از جمله ph، زمان انجام واکنش، میزان دز جاذب و مقدار آلاینده فلزی در محلول. نتایج نشان دادند که با افزایش ph، راندمان حذف فلزات سنگین افزایش می یابد، همچنین میزان حذف فلزات سنگین در زمان 30 دقیقه به حداکثر مقدار خود رسیده و با افزایش زمان انجام واکنش به بیش از 30 دقیقه، راندمان حذف تاثیر قابل ملاحظه ای پیدا نمی کند. با استفاده از روش پاسخ سطح اقدام به بهینه کردن این پارامتر ها برای حذف فلز سنگین روی در محلول آبی شد. سپس به بررسی حذف فلزات سنگین در شیرابه پرداختیم. نتایج نشان دادند که در شرایط بهینه نانو ذرات اکسید آهن قادر به حذف بیش از 92? سرب، 99? منگنز و 100? فلز سنگین روی در محلول های آبی می باشد. همچنین به ظرفیت جذب 97.8mg/g حذف روی از محلول های آبی توسط نانو ذرات مگنتیت نائل شدیم. همچنین با استفاده از 5g/l جاذب نانو ذرات اکسید آهن در شیرابه، زمان ماند 30 دقیقه و ph=11 به درصد حذف 2/41? سرب، 3/46? منگنز و5/39? فلز روی رسیدیم.