بررسی قابلیت کاهش سختی، کلسیم، آهن، سیلیس و کلرور از آب مورد استفاده در کارخانه آلومینای جاجرم با استفاده از دو نوع نانو آلومینا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس مهندسی مواد

2 گروه مواد، دانشکده مهندسی، مجتمع آموزش عالی اسفراین، اسفراین، ایران

3 کارشناس واحد آزمایشگاه، شرکت آلومینای ایران

10.22112/jwwse.2020.192157.1162

چکیده

با توجه به اثرات نامطلوب برخی اجزای فلزی و غیر فلزی بر خواص آب، این مقاله جذب اجزای کلسیم، آهن، سیلیس، کلرور و سختی از آب مورد استفاده در کارخانه آلومینای جاجرم را با استفاده از دو نوع نانو پودر آلومینا شرح می‎دهد. هر دو نوع نانو آلومینا خواص مشابهی دارند با این تفاوت که از دو روش متفاوت ساخته شده‎اند. پارامتر زمان به‎عنوان متغیر اصلی در فرآیند جذب انتخاب شد. برای این کار ابتدا مقدار مشخصی از نانو ذرات آلومینا در مقدار مشخصی از آب مصرفی کارخانه آلومینا  قرارگرفته و سپس برای همگن‎سازی کامل، نمونه در مدت زمان‎های60، 120، 180، 240، 360 و 480 دقیقه روی هم‎زن مغناطیسی قرارگرفت. دمای محلول‎ها ثابت و برابر با 25 درجه سانتی‎گراد و pH محلول‎ها نیز در تمام نمونه‎ها ثابت و برابر 6/7 بود. نتایج نشان داد که میانگین درصد جذب سیلیس، آهن، کلسیم، سختی و کلروراید توسط آلومینای A1 و A2 به‎ترتیب 73/89-35، 100-100، 73/29-43/32، 22/11-45/16 و 37/10-67-6 است. با افزایش زمان تماس، میزان جذب افزایش می‌یابد. هم‎چنین نتایج حاصل از انجام آزمایش‎ها مشخص کرد که می‎توان از نانو پودر آلومینا به‎عنوان یک روش مؤثر برای جذب گونه‎های اشاره شده و کاهش سختی از محلول‎های آبی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


 
 حاجی‎زاده، ح.، طاهری انارکی، م.، و عرب ابوسعدی، ز.، (۱۳۹۳)، "پوشش نانوذرات آلومینا با پلی‎آنیلین جهت حذف یون آهن از محلول آبى"، فصلنامه بهداشت در عرصه، 2(3)، 42-50.
Bhatnagar, A., Kumar, E., and Sillanpä, M., (2010), "Nitrate removal from water by nano-alumina: Characterization and sorption studies", Chemical Engineering Journal, 163(3), 317-323.
Bouguerra, W., Ali, M.B.S., Hamrouni, B., and Dhahbi, M., (2007), "Equilibrium and kinetic studies of adsorption of silica onto activated alumina", Desalination, 206(1-3), 141-146.
Chaturvedi, S., and Dave, P.N., (2019), "Water purification using nanotechnology an emerging opportunities", Chemical Methodologies, 3(1), 115-144.
Dervin, S., Dionysiou, D.D., and Pillai, S.C., (2016), "2D nanostructures for water purification: Graphene and beyond", Nanoscale, 8(33), 15115-15131.
Dubey, S., Gusain, D., and Sharma, Y.C., (2016), "Kinetic and isotherm parameter determination for the removal of chromium from aqueous solutions by nanoalumina, A nanoadsorbent’, Journal of Molecular Liquids, 219, 1-8.
Fane, A.G., Wang, R., and Hu, M.X., (2015), "Synthetic membranes for water purification: Status and future", Angewandte Chemie International Edition, 54(11), 3368-3386.
Ghamari, M., and Farzi, G., (2017), "The impact of morphology control on the microhardness of PMMA/Boehmite hybrid nanoparticles prepared via facile aqueous one-pot process", Journal of Sol-Gel Science and Technology, 84(1), 135-144.
Hasson, D., Avriel, M., Resnick, W., Rozenman, T., and Windreich, S., (1968), "Mechanism of calcium carbonate scale deposition on heat-transfer surfaces", Industrial and Engineering Chemistry Fundamentals, 7(1), 59-65.
Huang, C.-P., and Stumm, W., (1973), "Specific adsorption of cations on hydrous γ-Al2O3", Journal of Colloid and Interface Science, 43(2), 409-420.
Kameda, T., Yoshioka, T., Mitsuhashi, T., Uchida, M., and Okuwaki, A., (2003), "The simultaneous removal of calcium and chloride ions from calcium chloride solution using magnesium–aluminum oxide", Water Research, 37(16), 4045-4050..
Karabelli, D., Ünal, S., Shahwan, T., and Eroğlu, A.E., (2011), "Preparation and characterization of alumina-supported iron nanoparticles and its application for the removal of aqueous Cu2+ ions", Chemical Engineering Journal, 168(2), 979-984. 
Kim, Y., Kim, C., Choi, I., Rengaraj, S., and Yi, J., (2004), "Arsenic removal using mesoporous alumina prepared via a templating method", Environmental Science and Technology, 38(3), 924-931.
Mahmoud, M.E., Osman, M.M., Hafez, O.F., and Elmelegy, E., (2010), "Removal and preconcentration of lead (II), copper (II), chromium (III) and iron (III) from wastewaters by surface developed alumina adsorbents with immobilized 1-nitroso-2-naphthol", Journal of Hazardous Materials, 173(1-3), 349-357.
McBride, M.B., (1978), "Retention of Cu2+, Ca2+, Mg2+, and Mn2+ by Amorphous Alumina 1", Soil Science Society of America Journal, 42(1), 27-31.
Okamoto, G., Okura, T., and Goto, K., (1957), "Properties of silica in water", Geochimica et Cosmochimica Acta, 12(1-2), 123-132.
Savage, N., and Diallo, M.S., (2005), "Nanomaterials and water purification: Opportunities and challenges", Journal of Nanoparticle Research, 7(4-5), 331-342.
Shivaprasad, P., Singh, P.K., Saharan, V.K., and George, S., (2018), "Synthesis of nano alumina for defluoridation of drinking water", Nano-Structures and Nano-Objects, 13, 109-120.
Stumm, W., (1956), "Calcium carbonate deposition at iron surfaces’, Journal  of American Water Works Association, 48(3), 300-310.
Wang, X., Li, Y., Li, H., and Yang, C., (2016), "Chitosan membrane adsorber for low concentration copper ion removal", Carbohydrate Polymers, 146, 274-281.
Werber, J.R., Osuji, C.O., and Elimelech, M., (2016), "Materials for next-generation desalination and water purification membranes", Nature Reviews Materials, 1(5), 16018.
Zhang, R., Liu, Y., He, M., Su, Y., Zhao, X., Elimelech, M., and Jiang, Z., (2016), "Antifouling membranes for sustainable water purification: strategies and mechanisms", Chemical Society Reviews, 45(21), 5888-5924.