ارائه دهنده:
رشته:
استاد راهنما:
به نام خدا
موضوع:
حذف فلزات سنگین از محیط زیست با استفاده از زیست توده
1
نتیجه گیری
فلزات سنگین
زیست توده
زیست جذبی
منابع
تعریف زیست توده(1)
2
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
بیومس یا زیست توده نوعی ماده آلی است که به وسیله گیاهان، اعم از گیاهان خاکی ) که در زمین می رویند( و گیاهان آبی ) که در آب می رویند ( و مشتقات آنها تولید می شود.
زیست توده شامل گیاهان جنگلی و پس مانده های آنها ،گیاهانی که به خاطر محتوای انرژی کاشته می شوند، و شامل کود حیوانی نیز می شود.
به هر ماده آلی غیر فسیلی با منشا حیاتی که بخشی از آن یک منبع انرژی زای قابل بهره برداری را تشکیل دهد، بیوماس گویند.
زیست توده را می توان منبع انرژی تجدید پذیر تلقی کرد زیرا عمر گیاه تجدید می شود و هر سال به مقدار آن اضافه می شود.
زیست توده را می توان شکلی از انرژی خورشیدی تصور کرد، چون که در واقع این انرژی در نتیجه فتوسنتز و رشد گیاهان حاصل می شود.
[1] N. P. Cheremisinoff, P. N. Cheremisinoff, and F. Ellerbusch, “Biomass: applications, technology, and production,” 1980.
موارد استفاده از زیست توده
3
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
نیروگاههای فقط با سوخت زیست توده
نیروگاههای دوگانه سوز که از زیست توده به عنوان سوخت فرعی همراه با زغال سنگ استفاده می کنند.
نیروگاههای گازی که زیست توده را به سوخت گازی با ارزش حرارتی پایین یا متوسط تبدیل می کنند و معمولاً آن را برای احتراق در توربین های گازی مورد استفاده قرار می دهند.
فرآیندهای بیولوژیکی مانند هضم و تخمیر.
فواید زیست توده
4
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
برای شرکتهایی که نیروگاههای با سوخت زغال سنگ را اداره می کنند، بهره گیری از زیست توده ممکن است آسانترین روش برای اضافه کردن منابع تجدیدپذیر به منابع سوخت مرسوم آنها باشد.
نیروگاههای سوخت مستقیم زیست توده در نقاط مختلف کاملا قابل اجرا بوده و با سیستم های مولد بخاری که با استفاده از سوختهای فسیلی کار می کنند قابل رقابت هستند
نیروگاههای زغال سنگی را می توان به سرعت و با هزینه ای کم )در مقایسه با هزینه سرمایه گذاری نیروگاههای جدید با سوخت زیست توده یا دیگر منابع تجدیدپذیر( به نیروگاههای دو گانه سوز همراه با زیست توده تبدیل کرد.
استفاده از برخی پس مانده های گیاهی ضمن پائین آوردن هزینه سوخت می تواند مزایائی را برای محیط زیست از طریق کاهش آلاینده هائی از قبیل SOx و NOx ، به همراه داشته باشد
اگر از یک جسم با دوام به عنوان سوخت استفاده شود، این کار بطور مستقیم انتشار دی اکسیدکربن را هم کاهش می دهد.
5
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
دلایل عمده در توجه به ساختار انرژی زیست توده عبارتند از:
سترسی به پس ماندهای زیست توده در جهت تولید ترکیبی برق و حرارت
تولید برق از منابع غنی و طبیعی زیست توده
تولید توان برای مکانهای دور از دسترس منابع زیست توده
تجدید پذیر بودن این نوع انرژی
کاربرد انرژی زیست توده
6
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
co-firing
اضافه کردن درصد کمی از زیست توده به سوخت تهیه شده برای نیروگاه زغال سنگ )این عمل کوفایرینگ نام گذاری شده است(، آسانترین راه برای افزایش کاربرد بیوماس در تولید برق است.
در حال حاضر نحوه کارکرد 6 نیروگاه در ایالات متحده کوفایرینگ بیش از 15 درصد از سوخت ترکیبی )حرارت و برق( است که اغلب آنها از ضایعات چوب استفاده می کنند. از طرف دیگر کوفایرینگ در زیت توده 40 درصد می تواند جانشینی برای سوخت زغال سنگ در یک نیروگاه زغال سوز باشد(2)
[2] E. M. Grima, E.-H. Belarbi, F. G. A. Fernández, A. R. Medina, and Y. Chisti, “Recovery of microalgal biomass and metabolites: process options and economics,” Biotechnol. Adv., vol. 20, no. 7, pp. 491–515, 2003.
کاربرد انرژی زیست توده
7
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
اشتعال مستقیم:
اشتعال مستقیم زیست توده هم اکنون به طور وسیع در صنایع بخصوص مورد استفاده قرار می گیرد که این صنایع شامل کارخانه الوار، اسباب و اثاثیه، کارخانه های آسیاب کننده و کارخانه های شکر است
در یک اشتعال مستقیم به شکلی عملی، زیست توده معمولاً در یک بویلر بزرگ برای تولید بخار می سوزد که نتیجه این عمل سیکل رانکین است. این مورد شبیه فرآیند مورد استفاده در نیروگاههای زغال سوز است. با این تفاوت که در کارکرد تجهیزات سوخت متفاوت هستند. نیروگاههای اشتعال مستقیم اغلب کوچک بوده و عملکرد بازده آنها حدود 20 درصد است.
کاربرد انرژی زیست توده
8
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
مبدل گاز:
تبدیل کردن به گاز سریع تر و اثربخش تر از سوختن زیست توده است .
یک روش پاک در استخراج انرژی حرارتی است.
در این فرآیند زیست توده در یک محیط بدون اکسیژن گرم شده و به شکل مواد آلی درمی آید.
در حال حاضر در گرونیگن هلند یک سیستم تصفیه زیست توده استفاده می شود که اجزا جامد زباله های شهری را برای تولید 25 مگاوات برق تصفیه می کند.
کاربرد انرژی زیست توده
9
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
بیوگاز:
بیوگاز بعنوان یک سوخت با راندمان بالا در توربین گازی بکار می رود.
سیستمهای چرخه ترکیبی تبدیل گاز شامل یک سیکل بالای توربین گاز، یک سیکل پایین توربین بخار برای رسیدن به بازده نزدیک به دو برابر اشتعال مستقیم در آنها است.
کاربرد انرژی زیست توده
10
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
تصفیه بی هوازی:
روش دیگر برای تولید انرژی از زیست توده استفاده از تصفیه بی هوازی مواد آلی برای تولید متان است که می تواند بعنوان سوخت مورد استفاده قرار می گیرد.
از تصفیه بی هوازی برای تولید متان از فاضلاب شهری، کارخانه ها، کود حیوانات و دیگر مواد استفاده می کنند.
کاربرد انرژی زیست توده
11
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
زیست سوخت:
آخرین روش برای تبدیل زیست توده به انرژی قابل استفاده در تولید سوخت از مواد آلی است.
زیست سوختها شامل الکلها، اترها، استرها و دیگر مواد شیمیایی ساخته شده از زیست توده هستند.
زیست سوختها برای تولید الکتریسیته سوزانده می شوند اما بیشتر توجه به آنها برای کاربرد در حمل و نقل است )بخصوص اتانول و بیودیزل)
اتانول بدست آمده از بیوماس بوسیله یک فرآیند تخمیر را می توان به بنزین اضافه نمود که این عمل در بهبود عملکرد وسایل نقلیه و کاهش آلودگی موثر خواهد بود.
الکل ها معمولاً با معیار 10 درصد در ترکیب با بنزین بکار می روند.
بیودیزل از روغن های گیاهی و چربی های حیوانی ساخته می شوند.
تقریباً 30 میلیون گالن ) 1135 میلیون لیتر( بیودیزل سالانه در ایالات متحده تولید شده که معمولاً با معیار 20 درصد در ترکیب با دیزل سوخت بکار می رود .
کاربرد انرژی زیست توده
12
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
نیروگاههای زیست توده :
نیروگاههای زیست توده برای افزایش بازده و کم کردن هزینه تولید برق از سوختهایی مانند چوب استفاده می کنند.
مزایا و معایب نسبی نیروگاه زیست توده :
بیشتر تلاش ها و خواستهای جهانی و بسیاری از روش های اقتصادی برای استفاده و هدایت زیست توده در مسیر تولید الکتریسیته )برق( است. هم اکنون مقدار برق تولیدی از زیست توده کم است و وابسته به منابع قابل دسترس بیوماس است.
هر نیروگاه زیست توده برنامه ریزی شده با دیگر روشهای تولید برق رقابت می کند که در بیشتر موارد تنها روش دیگری که تامین کننده قدرت الکتریکی است، استفاده از نیروگاه سوخت فسیلی است.
البته در حال حاضر تامین قدرت الکتریکی )برق( توسط یک نیروگاه سوخت فسیلی اقتصادی است چرا که این نیروگاه ها قابل اعتماد بوده و به راحتی قابل ساخت هستند. در حال حاضر سوختهای فسیلی فراوان و در دسترس بوده و با یک قیمت معقول در قسمتهای زیادی از دنیا وجود دارند.
کاربرد انرژی زیست توده
13
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
نیروگاههای زباله سوز بخاری :
یکی از مشکلات بزرگ محیط زیست تولید حجم بسیار زیاد زباله در شهرهای بزرگ می باشد، که در این زمینه تحقیقات وسیعی صورت گرفته است و تا کنون عمده ترین راه حل ، سوزاندن زباله و در برخی موارد تبدیل زباله به کود و بازیابی زباله می باشد.
می توان کوره های زباله سوز را بصورت بویلر نیروگاه بخاری طراحی نمود و از حرارت ایجاد شده و احتراق مخلوط سوخت و زباله می توان بوسیله این بویلر توربو ژنراتورهای بخار را به حرکت در آورد و انرژی الکتریکی تولید نمود.
البته آلودگی گازهای حاصله از سوخت این نیروگاهها را بایستی با فیلترهای مدرن و پیشرفته تا حد قابل قبول کاهش داد، تا آسیبی به محیط زیست وارد نیابد.
تعریف
14
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
فلز سنگین در مورد گروهی از فلزات و شبه فلزات با چگالی اتمی بزرگتر از ۶ گرم بر سانتی متر مکعب به کار می رود.
عناصری مانند کادمیم، کروم، مس، جیوه، نیکل، سرب، روی در گروه این فلزات هستند.
بر خلاف اکثر آلاینده های آلی، فلزات سنگین به طور طبیعی به فرم سنگ و کانیهای معدنی وجود دارند و غلظت های زمینه ای نرمال مربوط به هر یک از این عناصر در خاک ها. ته نشست ها، آب ها و موجودات زنده یافت می شود.
فلزات سنگین به فرم کلوئیدی، ذره ای و محلول در آب های سطحی وجود دارند اگر چه غلظت های حل شده معمولا پایین هستند.
فلز کلوئیدی و ذره ای را به صورت هیدروکسید، اکسید، سیلیکات و سولفید و یا به شکل جذب شده بر روی خاک، سیلیکا یا مواد آلی می توان یافت.
فرم های محلول عموما یون ها یا کمپلکس های آلی فلزی هستند.
انحلال پذیری آب، نوع و غلظت لیگندهای موجود در ساختار pH فلزات سنگین در آبهای سطحی عمدتا با کمپلکس، حالت اکسایش فلز و محیط ردوکس سیستم کنترل می شود.
خطر حضور فلزات سنگین در محیط زیست
15
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
فلزات سنگین یکی از مهم ترین آلوده کننده های آب های طبیعی و آب تصفیه شده هستند و مشکل جدی برای سلامتی انسان ها و سایر موجودات زنده به حساب می آیند.
یون های فلزات سنگین به واسطه قابلیت حرکت در اکوسیستم های آبی طبیعی و نیز به واسطه سمیت شان به محیط زیست آسیب میرسانند.
از آن جایی که یون های فلزات سنگین نمی توانند تجزیه یا تخریب شوند، پایدار هستند و آلوده کنند ههای دایمی محیط زیست به شمارمی آیند.
چندین فاجعه انسانی در گذشته به دلیل آلوده شدن جریان های آبی به فلزات سنگین روی داده است. تراژدی میناماتا ١ در ژاپن به دلیل آلودگی متیل جیوه و ایتای- ایتای ٢ به دلیل آلودگی کادمیم در رودخانه جینت سو ژاپن از جمله آن ها هستند.
کنترل تخلیه فلزات سنگین و حذف آن ها از محلو لهای آبی به چالشی خلاصه ای از منابع صنعتی و بالقوه – برای قرن بیست و یکم تبدیل شده است. جدول ۱ آلودگی را برای گستره ای از فلزات تخلیه شده در محیط نشان می دهد.
16
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
جدول 1: فلزات آزاد شده در محیط زیست از صنایع مختلف
روش های حذف فلزات سنگین
17
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
روش های گوناگونی برای حذف یونهای فلزات سنگین از فاضلاب وجود دارد که شامل:
رسوب دهی شیمیایی،
لخته شدن یا انعقاد،
تکنولوژی غشا،
احیای الکترولیتیک،
تبادل یون،
جذب سطحی و … می شود. جدول 2 تکنولوژی های متداول برای حذف فلزات سنگین را نشان می دهد.
18
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
جدول 2: تکنولوژی های متداول برای حذف فلزات سنگین
19
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
به طور کلی تکنولوژی های تصفیه که در حال حاضر برای فاضلاب های محتوی فلزات سنگین به کار می روند با توجه به حجم زیاد فاضلاب به اندازه کافی موثر یا کارا نیستند. در عین حال با سخت گیرانه تر شدن استانداردهای زیست محیطی این تکنولوژی ها نیز ناکارامدتر۱-۱۰۰ mg/Lمی شوند . تکنولوژی های بهتر مانند تبادل یون، تکنولوژی غشا، الکترواسمز و جذب سطحی با کربن فعال بسیار گران هستند و به همین دلیل اغلب قابل کاربرد نیستند.
تعریف زیست جذبی
20
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
زیست جذبی به عنوان خاصیت بعضی از انواع زیست توده تعریف می شود که توانایی تغلیظ کردن و تشکیل پیوند با یون های انتخابی یا مولکول های دیگر محلول آبی را دارند. برخلاف پدیده پیچیده زیست انباشتگی که بر مبنای انتقال متابولیکی فعال است، زیست جذبی با استفاده از زیست توده ی غیر زنده، غیر فعال و بر مبنای تمایل بین زیست جاذب و گونه جذب شده می باشد.
تعریف زیست جذبی
21
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
زیست جاذبها خاصیت حذف فلز از محلو لها را دارند و می توانند برای کاهش غلظت به کار روند. آن ها می توانند به طور موثری ppb به ppm یون های فلزات سنگین از سطح یون های فلزی حل شده را از محلول های رقیق پیچیده با کارایی و سرعت بالا جدا کنند. بنابراین زیست جاذب ها کاندیدای ایده آل برای تصفیه فاضلاب هایی با حجم زیاد و غلظت کم از فلزات سنگین هستند. برخی از مزایای زیست جذبی نسبت به روش های تصفیه متداول شامل هزینه کم، کارایی بالا برای محلول هایی با غلظت پایین از فلزات سنگین، حداقل مقدار لجن شیمیایی یا بیولوژیکی، عدم نیاز به ماده مغذی و امکان فعال سازی مجدد زیست جاذب و بازیابی فلز می باشد.
22
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
انواع زیست جاذب ها :
انواع مختلفی از مواد طبیعی به عنوان زیست جاذب برای حذف فلزات و ترکیبات آلی
به طور گسترده ای مورد بررسی قرار گرفته اند. این زیست جاذب ها را می توان به دسته های زیر
طبقه بندی کرد:
باکتری ها مانند باسیلوس سابتیلیس
قارچ ها مانند ریزوپوس آریزوس
مخمرها مانند پیچیا
جلبک ها مانند اسپیروژیر
پسماند های صنعتی مانند ساکارومایسس سرویزیه ١٩ که زیست توده حاصل از تخمیر و صنایع غذایی است
پسماندهای کشاورزی مانند چوب ذرت، برگ چای، پوست میوه ها و مواد پلی ساکاریدی دیگر
23
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
قابلیت تشکیل پیوند این زیست توده ها با انواع فلزات متفاوت است.
برخی از آن ها ظرفیت بالایی برای فلزات سنگین دارند. برخی دیگر با اکثر فلزات سنگین بدون هیچ گونه انتخاب پذیری پیوند می دهند و بعضی دیگر برای انواع خاصی از فلزات، اختصاصی عمل می کنند.
در میان انواع زیست جاذبها، مواد طبیعی مانند مواد سلولزی و پسماندهای کشاورزی به دلیل فراوانی، دسترس پذیری و قیمت پایین توجه زیادی را به خود جلب کرده اند.
خواص جذب سطحی زیست توده پسماند عمدتا به منبع زیست توده و اصلاحات انجام شده بر روی آن بستگی دارد.
خواص فیزیکی و شیمیایی جاذب مانند مساحت سطح، گروههای عاملی در سطح جاذب، بار سطحی و اندازه ذرات مشخصات جذب سطحی یک زیست توده را تعیین می کنند. مراحل تبدیل انواع زیست توده به مواد زیست جاذب مناسب در شکل 1 نشان داده شده است.
24
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
شکل 1: مراحل تبدیل انواع زیست توده به مواد زیست جاذب مناسب
25
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
در انتخاب فلز برای مطالعات زیست جذبی حداقل سه ویژگی وجود دارد که باید مورد توجه قرارگیرند(3)
میزان سمی بودن فلز تاثیر مستقیم بر سلامتی انسان
بهای فلز هزینه های بازیابی برای فلزات گران بها
رفتار فلز در آزمایش زیست جذبی چقدر نمایان گر رفتار سایر فلزات مشابه است و بنابراین می تواند برای تعمیم یافته ها به آن ها به کار رود.
مثال نوعی از مورد آخر، ظرفیت فلز در حالت یونی اش است. در حالی که پتاسیم می تواند نماینده کاتیون های یک ظرفیتی باشد، مس یا کادمیم به عنوان نماینده کاتیون های دو ظرفیتی و آلومینیم معرف کاتیون سه ظرفیتی می باشند.
[3] S. Czernik and A. V Bridgwater, “Overview of applications of biomass fast pyrolysis oil,” Energy & fuels, vol. 18, no. 2, pp. 590–598, 2004.
26
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
پسماند های کشاورزی و مواد سلولزی به عنوان جاذب های جدید
با وجود در دسترس بودن بسیاری از تکنیک ها برای تصفیه فاضلاب های محتوی فلزات سنگین، جذب سطحی همواره به عنوان تکنیکی بسیار کارا برای این منظور به ویژه در محلول هایی با غلظت پایین فلز به حساب می آید. تحقیقات بسیاری در مورد خواص جذب سطحی جاذب های طبیعی و ارزان قیمت انجام شده است که این جاذ بها عمدتا محصولات جانبی کشاورزی و فیبرهای طبیعی هستند و شامل پوست و دانه انواع میوه، سبوس غلات، برگ و ساقه انواع گیاهان، خاک اره حاصل از صنایع چوب و غیره می باشند.
27
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
خواص شیمیایی مواد پسماند کشاورزی:
محصولات جانبی کشاورزی عمدتا از لیگنین، سلولز، همی سلولز و سایر ترکیبات حاوی گروه های عاملی قطبی شامل الکلها، آلدهید ها، کتو نها، کربوکسیلا تها، فن لها و اترها تشکیل می شوند. این گرو هها می توانند با فلزات سنگین پیوند تشکیل دهند که از راه جایگزینی یون های هیدروژن با یون های فلزی موجود در محلول و یا از راه در اختیار قرار دادن جفت الکترون از سوی این گروه ها برای تشکیل کمپلکس با یون های فلزی در محلول انجام می شود.
مکانیسم زیست جذبی
28
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
حذف یون های فلزی از محلول ها با استفاده از مواد پسماند کشاورزی بر مبنای زیست جذبی فلز است.
این فرایند شامل یک فاز جامد جاذب و یک فاز مایع حلال محتوی گونه حل شده ای است که قرار است جذب شود.
به واسطه تمایل جاذب نسبت به گونه های فلزی، این گونه ها از راه فرایند نسبتا پیچید های جذب و پیوند داده می شوند که متاثر از چندین مکانیسم است(4).
این مکانیسم ها شامل فرایندهای شیمیایی مانند:
رسوب دهی میکرو،
جذب شیمیایی،
تشکیل کمپلکس،
جذب سطحی،
تبادل یون،
تشکیل کی لیت و فرایندهای فیزیکی شکل 2 مکانیسم زیست جذبی را نشان می دهد.
[4] P. C. Nagajyoti, K. D. Lee, and T. V. M. Sreekanth, “Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review,” Environ. Chem. Lett., vol. 8, no. 3, pp. 199–216, 2010.
29
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
شکل 2: مکانیسم زیست جذبی
کسب اطلاعات در مورد مکان های فعال موجود در زیست جاذب
30
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
اطلاعات در مورد مکان های فعال موجود در زیست جاذب که در جداسازی گونه مورد نظر از محلول نقش دارند با استفاده از تکنیک های ساد های مانند تیتراسیون و یا رو شهای دستگاهی پیچیده تر مانند انواع روش های طیف سنجی طیف سنجی زیرقرمز، رامان، رزونانس مغناطیسی هسته، الکترون میکروسکپی، پراش پرتو ایکس و … به دست می آیند.
مدل سازی زیست جذبی: مدل های ایزوترم و سینتیک
31
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
به منظور ارزیابی سیستم های جذب سطحی و افزایش کارایی آن ها ضروری است که بررسی های ایزوترمی و سینتیکی انجام شود. بدان معنا که داد ههای تعادلی تجربی با انواع مدل های ایزوترم و داده های سینتیکی تجربی با انواع مد لهای سینتیک تطبیق داه می شوند تا مشخص شود سیستم مورد نظر از چه مدل ایزوترم و معادله سرعتی پیروی می کند.(5)
سیستم های جذب سطحی را می توان به دو دسته کلی تقسیم بندی کرد:
• سیستم های جذب سطحی تعادلی بچ
(Equilibrium batch sorption systems)
• سیستم های جذب سطحی جریان پیوسته دینامیک
(Dynamic continuous‐flow sorption systems)
در سیستم های بچ زمان کافی برای برقراری تعادل بین محلول و جاذب داده می شود اما در سیستم های جریان پیوسته دو فاز در تماس با هم به تعادل نمی رسند.
[5] S. E. Bailey, T. J. Olin, R. M. Bricka, and D. D. Adrian, “A review of potentially low-cost sorbents for heavy metals,” Water Res., vol. 33, no. 11, pp. 2469–2479, 1999.
مدل های ایزوترم
32
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
ایزوترم جذب سطحی رابطه بین مقدار فلز جذب سطحی شده و غلظت یون فلزی باقی مانده در محلول را تشریح می کند. چندین مدل ریاضی برای این منظور طراحی شده اند. زیست جذبی با سیستم های جذب سطحی ساده ای بررسی شده است که معمولا شامل یک فلز سنگین هستند. در جدول 3 ایزوترم های جذب سطحی ساده فهرست شده اند. در ادامه دو مدل ایزوترم لانگ مویر و فروندلیش شرح داده می شوند که پرکاربر دترین ایزوتر مها در سیست مهای جذب سطحی هستند.
در صورتی که مدل های دو پارامتری مانند ایزوترم لانگ مویر و فروندلیش بتوانند به نحو قابل قبولی با داده های تجربی انطباق داشته باشند هیچ دلیلی برای استفاده از مدل های پیچیده تر وجود ندارد. این مدل ها صرفا توابع ریاضی اند و به ندرت مکانیسم جذب را منعکس می کنند(6) .
[6] B. Volesky and Z. R. Holan, “Biosorption of heavy metals,” Biotechnol. Prog., vol. 11, no. 3, pp. 235–250, 1995.
33
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
جدول 3: ایزوترم های جذب سطحی ساده
نتیجه گیری
34
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
فلزات سنگین بسیار سمی هستند و برای سلامتی حیوانات انسان ها مضر هستند.
از دیرباز تا کنون روش های حذف بسیار برای حذف این فلزات به کار گرفته شده است. بسیاری از این روش ها هزینه بر بوده و یا خودشان به محیط زیست صدمه می زنند.
زیست توده یا بیومس به موادی گفته می شود که به صورت طبیعی وجود دارند و قابلیت آزاد کردن انرژی دارند(7).
از زیست توده ها میتوان برای حذف فلزات سنگین استفاده کرد.
استفاده از زیست جاذب ها کم هزینه است و محیط زیست را آلوده نمی کند.
[7] G. Limousin, J.-P. Gaudet, L. Charlet, S. Szenknect, V. Barthes, and M. Krimissa, “Sorption isotherms: a review on physical bases, modeling and measurement,” Appl. Geochemistry, vol. 22, no. 2, pp. 249–275, 2007.
35
زیست توده
فلزات سنگین
زیست جذبی
نتیجه گیری
منابع
[1] N. P. Cheremisinoff, P. N. Cheremisinoff, and F. Ellerbusch, “Biomass: applications, technology, and production,” 1980.
[2] E. M. Grima, E.-H. Belarbi, F. G. A. Fernández, A. R. Medina, and Y. Chisti, “Recovery of microalgal biomass and metabolites: process options and economics,” Biotechnol. Adv., vol. 20, no. 7, pp. 491–515, 2003.
[3] S. Czernik and A. V Bridgwater, “Overview of applications of biomass fast pyrolysis oil,” Energy & fuels, vol. 18, no. 2, pp. 590–598, 2004.
[4] P. C. Nagajyoti, K. D. Lee, and T. V. M. Sreekanth, “Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review,” Environ. Chem. Lett., vol. 8, no. 3, pp. 199–216, 2010.
[5] S. E. Bailey, T. J. Olin, R. M. Bricka, and D. D. Adrian, “A review of potentially low-cost sorbents for heavy metals,” Water Res., vol. 33, no. 11, pp. 2469–2479, 1999.
[6] B. Volesky and Z. R. Holan, “Biosorption of heavy metals,” Biotechnol. Prog., vol. 11, no. 3, pp. 235–250, 1995.
[7] G. Limousin, J.-P. Gaudet, L. Charlet, S. Szenknect, V. Barthes, and M. Krimissa, “Sorption isotherms: a review on physical bases, modeling and measurement,” Appl. Geochemistry, vol. 22, no. 2, pp. 249–275, 2007.
با تشکر از توجه شما عزیزان و همچنین کلیه عزیزانی که مرا در انجام این پروژه یاری دادند.