سنتز کربن فعال مغناطیسی جهت کاهش (COD) پساب کارخانه خاوران الیاف پارسیان توسط سیستم ترکیبی جذب سطحی و غشا

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 گروه مهندسی شیمی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران

3 عضو هیات علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه آزاد اسلامی قوچان

چکیده

تصفیه پساب واحدهای تولید الیاف به دلیل داشتن COD بالا امری ضروری می‌باشد. در این پژوهش کاهش COD پساب کارخانه خاوران الیاف پارسیان توسط سیستم ترکیبی جذب سطحی بر روی کربن فعال مغناطیسی و غشا بررسی شده است. کربن مورد استفاده در این تحقیق از پوست پسته تهیه شده و بعد از فعال سازی شیمیایی با فسفریک اسید، به روش همرسوبی مغناطیسی شد. کربن فعال مغناطیسی تولید شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی مادون قرمز(FTIR) ، آزمون BET و مغناطیس‌سنج ارتعاشی (VSM) مشخصه‌یابی گردید. بر اساس نتایج حاصل، سطح کربن فعال مغناطیسی دارای خلل و فرج مناسب با توزیع یکنواخت بوده و ذرات دارای ساختار کروی شکل و متوسط قطر nm 70-40 می‌باشند. آنالیز سطح BET نشان داد که سطح ویژه و حجم کل منافذ به ترتیب برابر با m2g-1 59/479 و cm3g-1 665/0 بوده و در آزمونVSM پذیرفتاری مغناطیسی کربن فعال مغناطیسی شده نیز برابر با emu g -1 615/4 تعیین شد. همچنین، اثر پارامترهای pH و مقدار جاذب بر کاهش COD پساب مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین کاهش COD در محیط خنثی و با غلظت 17 گرم بر لیتر از کربن فعال مغناطیسی شده اتفاق افتاد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Magnetic activated carbon synthesis to reduce COD from the wastewater of Parsian Khavaran fibers factory using hybrid system of adsorption and membrane

نویسندگان [English]

  • Ali Hasani 1
  • Milad Defe Jafari 2
  • Zahra Hejri 2
  • Maryam Omidvar 3
1 Department of Chemical Engineering, Ferdowsi University, Mashhad, Iran
2 Department of Chemical Engineering, Quchan Branch, Islamic Azad University, Quchan, Iran
3 Department of Chemical Engineering, Quchan Branch, Islamic Azad University, Quchan, Iran
چکیده [English]

Treatment of the fiber factories wastewater, due to the high amount of COD, is essential. This research involves COD reduction from the wastewater of Parsian Khavaran fibers factory, using hybrid system of adsorption onto magnetic activated carbon and membrane. The magnetic activated carbon was derived from pistachio nut shell through chemical activation process (with phosphoric acid) and co-precipitation method. Scanning electron microscopy (SEM), fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, BET analysis and vibrating sample magnetometer (VSM) were used for magnetic activated carbon characterization. According to the results, the surface of the magnetic activated carbon was uniformly porous, including spherical particles of diameter 40-70 nm. The BET surface analysis showed that the specific surface area and the total pore volume were 479.59 m2g-1 and 0.665 cm3g-1, respectively, and considering the VSM analysis, the magnetization of the magnetic activated carbon was determined equal to 4.615 emu g-1. Moreover, the effect of pH and adsorbent concentration on COD reduction were discussed. Consequently, the maximum reduction of COD took place in neutral condition with the concentration of 17 g/l of magnetic activated carbon.

کلیدواژه‌ها [English]

  • chemical oxygen demand (COD)
  • magnetic activated carbon
  • Membrane
  • wastewater
[1] J. Yang and K. Qiu, Chemical Engineering Journal, 167 (2011) 148.

[2] Y. Satyawali and M. Blakrishnan, Journal of Environmental Management, 86 (2008) 481.

[3] M. Soleimani and T. Kaghazchi, Bioresource Technology, 99 (2008) 5374.

[4] K. Yang, J. Peng, C, Srinivasakannan, L. Zhang, H. Xia and X. Duan, Bioresource Technology, 101 (2011) 6163.

[5] E. Schröder, K. Thomauske, C. Weber, A. Hornung and V. Tumiatti, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 79 (2007) 106.

[6] E. Apaydın-Varol, Thesis in Chemical Engineering, Anadolu University, Eskişehir, Turkey.

[7] B. Jibril, O. Houache, R. Al-Maamari and B. Al-Rashidi, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 83 (2008) 151.

[8] P. Perumal, M. Norhashimah and L. Yee, Journal of Applied Sciences Research, 2 (2013) 54.

[9] V. Fierro, G. Muniz A. Basta, H. El-Saied and A. Celzard, Journal of Hazardous Materials, 181 (2010) 27.

[10] T. Kaghazchi, N. Kolur and M. Soleimani, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 16 (2010) 368.

[11] T. Zhang, W. Walawender, L. Fan, M. Fan, D. Daugaard and R. Brown, Chemical Engineering Journal, 105 (2004) 59.

[12] Y. Juan and Q. Ke-Qiang, Environmental Science & Technology, 43 (2009) 3385.

[13] C. Bouchelta, M. Medjram, O. Bertrand and J. Bellat, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 82 (2008) 70.

[14] D. Maity and D. Agrawal, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 308 (2007) 46.

[15] H. Demiral, I. Demiral, F. Tümsek and B. Karabacakoğlu, Surface and Interface Analysis, 40 (2008) 616.

[16] C. Wang, Q. Liu and X. Cheng, Journal of Materials Science & Technology, 10 (1994) 151.

[17] S. Rudge, T. Kurtz, C. Vessely, L. Catterall and D. Williamson, Biomaterials, 21 (2000) 1411.

[18] L. Oliveira, R. Rios, J. Fabris, V. Garg, K. Sapag, and R. Lago, Carbon, 40 (2002) 2177.

[19] G. Matta, M. Barros, R. Lambrecht, E. da Silva and O. Lima, Materials Research, 11 (2008).

[20] N. Rashidi and S. Yusup, Journal of Cleaner Production, 168 (2017) 474.

[21] S. Mopoung, P. Moonsri, W. Palas and S. Khumpai, The Scientific World Journal, (2015) 415961.

[22] H. Heidari, H.  Razmi and A. Jouyban, Journal of Chromatography, 1245 (2012) 1.

[23] R. Shokohi, M. Samarghandi, F. Pourfarzi and M. Shirzad Siboni, Iranian Journal of Health and Environment, 4 (2011) 1.

[24] P. Wasilewski, Earth and Planetary Science Letters, 20 (1973) 67.

[25] A. Khodabakhshi, M. Amin, M. Mozaffari and B. Bina, Health System Research, 6 (2010) 935.

[26] A. PTerzyk, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 177 (2001) 23.

[27] R. Sharma, J. Zondlo and D. Dadyburjor, Energy Fuels, 12 (1998) 589.

[28] S. Galvagno, S. Casu, T. Casabianca, A. Calabrese and G. Cornacchia, Waste Management, 22 (2002) 917.

[29] L. Khezami, A. Ould-Dris and R. Capart, Bio Resources, 2 (2007) 193.

[30] S. Arivoli, M. Sundaravadivelu and K. Elango, Indian Journal of Chemical Technology, 15 (2008) 130.

[31] O. Yavuz and A. Aydin, Polish Journal of Environmental Studies, 15 (2006) 155.

[33] M. Octoviane Dyan, G.Permana Putra, Budiyono, S.Sumardiono, T.Djoko Kusworo, Waste Technology, 4 (2015) 7.

[34] Z. Fallahnejad, Gh. Bakeri, M. Rahimnejad, Environmental Science & Technology, 4(2017) 19.

[35] M.T. Bankole, A.S. Abdulkareem, J.O. Tijani, S.S. Ochigbo, A.S. Afolabi, W.D. Roos, Water Resources and Industry, 18 (2017) 33.

[36] V. Fatemeh, R. Nahid, Y. Maryam, J. Of Applied Chemistry, 47 (1397) 287, in Persian.