فصل دوم

مروری بر تحقیقات گذشته

حامد علی وحد و صالح جلالی^[۳۳] در رابطه با مشخصه‌ های جذب زیستی آمونیوم از محلول آبی در فیبرهای اقیانوسی پوزیدونیا مطالعه‌ای بعمل آوردند[۱۲]. مقایسه حاضر هدفش مطالعه تأثیر پسماندهای دریایی با نام پوزیدونیای اقیانوسی است که آمونیوم را از محلول‌های آبی تحت شرایط آزمایشگاهی متفاوت حذف می کند. نتایج این تحقیق نشان داد که جذب زیستی آمونیوم بر این فیبر با غلظت آمونیوم اولیه و افزایش pH افزایش می‌یابد. داده‌های ایزوترم جذب زیستی با مدل لانگمویر تناسب دارد که یک فرایند یکپارچه و جذب تک لایه را پیشنهاد می‌کند. مدل سازی سینتیک داده‌های تجربی نشان می دهد که آنها به خوبی توسط مدل شبه مرتبه دوم فرایندهای جذب شیمیایی توضیح داده می‌شوند.
سابیو و زامارو^[۳۴] در رابطه با جذب نیتروفنول پی در بستر ثابت کربن فعال تحقیقاتی بعمل آوردند[۱۳]. بستر ثابت کربن معمولاً برای حذف آلاینده‌های آلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. جذب در فیلتر کربن یک فرایند غیر پایدار دینامیک است که کاملاً شناخته نشده است. هدف از این مقاله یافتن روشی برای ساده کردن مطالعه این فرایند مبنی بر تئوری موجی آزمایش در مقیاس ستونی کوچک و سریع است. الگوی ثابت فرضیه‌ی موجی توسط داده‌های تجربی تصدیق شد. تأثیر غلظت ورودی نیترو فنول پی و سرعت جریان در جذب مداوم در C 20 با بهره گرفتن از مدل مرتبه دوم مورد مطالعه قرار می‌گیرد. هر دو پارامتر یک تأثیر هم بر متغیرهای پاسخ دارد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

رائو، آنا و انکاتسوارلو^[۳۵] در رابطه با مدل سازی سینتیک جذب (II) Cdدر یک ستون بستر ثابت پودر برگ sysyginum cuminil مطالعاتی انجام داده اند[۱۴]. پودر برگ s.c به عنوان جاذب سطحی زیستی برای جذب در یک ستون کوچک بستر ثابت مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر سرعت جریان، غلظت اولیه (II)Cd و ارتفاع بستر، برای دستیابی به منحنی شکست مورد بررسی قرار گرفت. جذب ماکزیمم (II)Cd در ستون جذب بستر ثابت ^۱-mg g 8/29 در ۵/۵ pH=و ارتفاع بستر cm 5 و سرعت جریان ^۱- m min 40 به دست آمد. مدل های آدامز- بوهارت، BDST ، توماس و یون نلسون برای پیش بینی داده های منحنی شکست بررسی شد. مشخصه های منحصر به فرد مدل های مربوطه مثل زمان کارکرد، ظرفیت جذب و زمان لازم برای ۵۰% شکست تعیین شد. کارآیی داده ها در طراحی ستون تجاری مورد بحث قرار گرفت. امکان جذب %۹۸~ از (II)Cd در ستون وجود دارد.
آلبرتو دگودو و مرول رودریگو^[۳۶] در رابطه با جذب فنول بر روی کربن فعال اصلاح شده شیمیایی F400مطالعه‌ای انجام دادند[۱۵]. در این مقاله جذب محلو‌ل‌های فنول بر روی کربن فعال، calgon F400 مورد مطالعه قرار گرفته است. کربن توسط عملیات اسیدی اصلاح شد. با بهره گرفتن از استخراج سوکسله با اسید هیدروکلریک ۲N برای ۱۲۰ بار رفلاکس شد. مدل توث به صورت رضایت بخشی با داده‌‌‌های ایزوترم تجربی تناسب داشته وانتالپی جذب kg mol^-1۱۷۰۹ محاسبه گردید. pH به شکل معناداری فرایند جذب را تحت تأثیر قرار داد. یک معادله‌ی چند جمله‌ای تجربی توانایی ایجاد ماکزیمم ظرفیت را به عنوان تابع pH داشت. استفاده از محلول بافر فسفات باعث کاهش ظرفیت جذب فنول می‌شود و این به واسطه‌ی جذب رقابتی بین فنول و فسفات است.
جی پائول چن و لینوانگ^[۳۷] در رابطه با جذب فلزات با مؤلفه‌های نسبتی در رآکتورهای بستر ثابت مطالعاتی انجام داده‌اند [۱۶]. مؤلفه‌های سینتیک جذب مس در راکتورهای بستر ثابت در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات ایزوترم جذب نشان داد که ظرفیت جذب مس بر روی کربن فعال دانه‌ای زمانی افزایش می‌یابد که مقاومت بالا باشد. حضور EDTA باعث کاهش جذب شد. یک مدل انتشار درون ذره ای و یک مدل بستر ثابت به شکل موفقیت آمیزی برای شرح سینتیک و عملیات بستر ثابت مورد استفاده قرار گرفت. سینتیک‌ها خیلی سریع تر می‌شوند و این درست زمانی اتفاق می افتد که pH محلول کنترل نشده باشد، به طور تلویحی آماده سازی سطح باعث جذب برخی فلزات می‌شود. مشخص شد که انتقال حجم خارجی و ضرایب پراکندگی زمانی افزایش می‌یابد که سرعت جریان ورودی بیشتر باشد. در انتها، اثرات پارامترهای سینتیک درشبیه سازی عملیات بستر ثابت اجرا شدند.
وانگ و تینگ^[۳۸] در رابطه با جذب رنگ‌‌های فلزات سنگین توسط ترکیبات چی توسان تحقیقاتی بعمل آوردند[۱۷]. جاذب‌های سطحی متعددی برای حذف انواع متفاوت رنگ‌ها و یون های فلزات سنگین از فاضلاب‌ها مورد استفاده قرار گرفته خصوصاً آن هایی که برای بشر خطرناک هستند. کربن‌های فعال، گیاهان یا مواد سلولزی، گل و خاک و پلیمرهای زیستی در میان جاذب‌های سطحی معمولی مورد استفاده قرار گرفته اند. چی توسان یک نوع پلیمر زیستی است که یک جاذب سطحی برای حذف انواع متعدد رنگ‌های آنیونی و کاتیونی مثل فلزات سنگین به حساب می آید. یک لیست از ترکیبات چی توسان با شرایط آزمایشی و ظرفیت جذب‌ آنها در اینجا ارائه شده است. همچنین مکانیزم‌هایی که ممکن است در طول فرایند جذب اتفاق بیفتند مورد بحث قرار گرفته اند.
برابا و همکاران^[۳۹] در رابطه با حذف یون‌های نیکل [II] از محلول آبی توسط جاذب زیستی در یک ستون بستر ثابت مطالعه ا‌ی صورت دادند[۱۸]. فرایند جذب زیستی یون های نیکل (II) توسط جلبک sargassum filipendula در یک ستون بستر ثابت برای شرایط آزمایشی دمای C 30 و ۳= pH مورد مطالعه قرار گرفت، منحنی‌های شکست تجربی برای سرعت جریانات ۰۰۲/۰، ۰۰۴/۰، ۰۰۶/ ۰و ۰۰۸/۰ لیتر بر دقیقه بدست آمدند. یک مدل ریاضی برای شرح یون نیکل جذب شده در ستون بستر ثابت توسعه یافته است. مدل سه معادله‌ی دیفرانسیل (PDE) هیدرودینامیک از طریق ستون بستر ثابت همانند فرایند جذب در فازهای مایع و جامد مورد بررسی قرار گرفت. محدودیت‌های انتقال حجم ورودی و خروجی مورد بررسی قرار گرفتند، سینتیک جذب یون نیکل توسط ایزوترم لانگمویر به شکل بهینه مورد بررسی قرار گرفت. برخی از پارامترهای مدل به شکل تجربی تشخیص داده شدند و همچنین برخی دیگر از پارامترهای داده شده آزمایش مورد بررسی قرار گرفتند. روش تشخیص مبتنی بر روش های آماری روش حداقل مربعات بود. قدرت و انعطاف‌پذیری مدل با بهره گرفتن از چهار سری داده‌‌های تجربی آزمایش و توان پیش‌بینی مدل مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل توسعه یافته، می‌تواند ابزاری مناسب برا ی حذف یون نیکل و طراحی ستون‌های بستر ثابت با بهره گرفتن از توده گیاهی این جلبک‌‌ به عنوان جاذب به حساب آید.
یوآ وانگ و سو سیالین^[۴۰] در رابطه با حذف یون فلزات سنگین از محلول‌های آبی با بهره گرفتن از جاذب‌های سطحی کم هزینه مطالعه نمودند[۱۹]. حذف‌ فلزات سنگین منفرد CO و Zn از محلول‌های آبی با بهره گرفتن از جاذب‌‌های سطحی کم هزینه‌ مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات در محلول‌های با pH و غلظت‌‌های متفاوت فلزات انجام شد. تأثیر pH محلول در جذب فلز با بهره گرفتن از Fe₂O₃ و Fe₃O₄معنادار بود. براده فولاد و قرص Mg از بهترین جاذب‌های سطحی هستند، به عنوان مثال، حذفZn و Co از محلو‌ل‌های رقیق در یک دوز جاذب سطحی g/L 107 بیشتر از ۹۴/۰ درصد است. مقدار T با افزایش سرعت جریان کاهش می‌یابد اثرات سرعت جریان بر مقدار k و ظرفیت جذب مورد بحث قرار گرفته است.
ایوانسانتوسو هادی و سیتی سیامسیش^[۴۱] در رابطه با چرخه‌های جذب و تأثیر جمعیت میکروبی برحذف فنول با بهره گرفتن از زئولیت طبیعی تحقیقاتی بعمل آوردند[۲۰]. ترکیب جذب و تنزل زیستی درحذف ترکیبات فنولیک از فاضلاب‌ها خیلی معمول شده است. این مطالعه با بهره گرفتن از زئولیت طبیعی اندونزی برای حذف فنول در آزمایشگاه با سیستم بستر ثابت در مقیاس آزمایشگاهی انجام شده است .در خصوص رشد میکروبی میزان mg/l 50 از محلول فنون در بستر با سرعت جریان mL/s 1 و بستر به pseudomonas puitida آغشته می‌شود. مشاهده شده است که آلودگی میکروبی جذب اندکی را نشان میدهد. حدود ۲% از فنول جذب شده به شکل میکروبی در کربن دی اکسید تنزل می‌یابد، به طوری که باقی مانده می‌تواند به مواد غیر قابل انحلال و توده میکروبی تبدیل شود و یا جذب شوند. مقایسه بین داده‌های مشاهده شده با داده‌های پیش‌بینی شده اشاره به این دارد که سیستم خیلی پیچیده‌تر از ترکیبات جذب و فرآیندهای تنزل زیستی است. ارزیابی‌های بیشتر باید انجام شود.
پانت و سارویندر سیونگ^[۴۲] در رابطه با مطالعات تجربی و مدل‌سازی در جذب بستر ثابت ذرات As(III) از محلول‌های آبی مطالعاتی صورت دادند[۲۱] . این مطالعه با بررسی‌های آزمایشگاهی در مورد حذف یونهای آرسنیک از آب آشامیدنی توسط آلومینیوم فعال شده صورت گرفته است. تأثیر سرعت جریان ورودی، ارتفاع بستر جاذب و غلظت اولیه As(III) در جذب As(III) از محلول‌های آبی مورد مطالعه قرار گرفته است. افزایش حجم کلی با افزایش در ارتفاع بستر مشاهده شد که این باعث معکوس شدن رابطه‌ی سرعت جریان و غلظت اولیه As(III) با حذف یون‌های آرسنیک می‌شود. در مقایسه آلومینیوم فعال شده و اکسید آهن بارور شده، آلومینیوم فعال شده در حذف یون‌های As(III) خیلی مؤثر یافت شدند. دینامیک‌های فرایند جذب توسط زمان کارکرد عمق بستر (BDST) مدلسازی شدند. ثابت سرعت جذب (k_a) با افزایش در سرعت جریان افزایش می‌یابد که این بستگی به سینتیک‌های سیستم کلی دارد. عمق بستر بحرانی با افزایش در سرعت جریان‌ برای هر دو جاذب افزایش می‌یابد. ارتفاع بستر بحرانی برای حذف As(III) در IOIAA در مقایسه با AA در سرعت جریان مساوی نسبتاً کمتر مشاهده شده است.
چیونگ فن چانگ و چینگ یون چانگ^[۴۳] در رابطه با سینتیک‌های جذب پلی اتیلن گلیکول از محلول آبی در کربن فعال تحقیقاتی بعمل آوردند[۲۲]. موازنه‌ی جذب و سینتیک‌های پلی اتیلن گلیکول (PEG) در سه سیستم آبی در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. ایزوترم لانگمویر برای پیش‌بینی ظرفیت جذب PEG در کربن فعال شده F-400 و برای بررسی سینتیک‌های جذب به طور رضایت بخشی مورد استفاده قرار گرفت. در کل، اثرات غلظت اولیه PEG و اهمیت نسبی دبی ورودی وخروجی برای جذب نیز در بحث به حساب آمده است.
اوالید حمدویی^[۴۴] در رابطه با حذف مس (II) از فاز آبی توسط تبادل یونی رزین پورولیت MB1000C در سیستم‌ بستر ثابت مطالعاتی انجام دادند[۲۳]. حذف دینامیک مس توسط تبادل یونی رزین پورولیت C100-MB در ستون‌های بسترثابت مورد مطالعه قرار گرفت. مقادیر پارامترهای ستون به عنوان تابع سرعت جریان و ارتفاع بستر مورد پیش‌بینی قرار گرفت. آزمایشات گروهی با بهره گرفتن از رزین شکل Na برای تشخیص موازنه و سینتیک‌های حذف مس انجام شد. جذب Cu(II) توسط این رزین از سینتیک‌های مرتبه اول پیروی می کند. تأثیر سرعت هم زدن و دما در سینتیک‌ مورد مطالعه قرار گرفت. داده‌های موازنه بدست آمده در این مطالعه از ایزوترم لانگمویر و فرندلیچ پیروی می کند. یک سری از آزمون ها در خصوص ارتفاع بستر و سرعت جریان برای تشخیص منحنی‌های شکست انجام شدند. برای پیش بینی منحنی‌های شکست و تشخیص پارامترهای مفید ستون برای طراحی فرایند، چهار مدل سینتیک: بوهارت ـ آدامز، زمان کارکرد عمق بستر (BDST)، مدل‌های کلارک و ولبورسکا، برای داده‌‌های تجربی فراهم شد. همه‌ی مدل‌ها برای شرح کل یا تعریف بخشی از عملکرد پویای ستون با توجه به سرعت جریان و ارتفاع بستر مناسب بودند. همانندسازی منحنی شکست به شکل کامل با بوهارت ـ آدامز و مدل‌های کلارک تناسب داشت، اما مدل بوهارت ـ آدامز بهتر است. شکست به بهترین شکل توسط مدل وولبورسکا پیش‌بینی شد. داده‌‌های شکست تناسب خوبی را با مدل‌ BDST نشان می‌دهد.
چیکتنز و نونز^[۴۵] در رابطه با مدلسازی یک چیلر جذب برای همانند سازی سیستم دینامیک تحقیقاتی به عمل آوردند[۲۴]. چیلرهای جذب به شکل متناوب و با تغییر سریع دما در یک چرخه‌ی جدید جذب کار می‌کنند. هدف از این مطالعات پیش‌بینی توالی این تغییرات دمایی برای مؤلفه‌هایی در بستر هیدرولیک برای بهینه‌سازی طرح سیستم است. مدل یک رویکرد ترکیبی را برای هر بخش از چیلر مبنی بر معادلات پایه انتقال گرما و حجم دنبال می‌کند. در مقایسه با یک مدل مؤثر، کل معادلات یک نشانه‌ی مهم و معنادار دارند. نتایج توسط مقادیر اندازه‌گیری شده بدست آمده از یک چیلر جذب همانندسازی شد‌ه‌اند. دماهای اندازه‌گیری شده و دبی ورودی چرخه هیدرولیک به عنوان ورودی به مدل همانندسازی ارائه می‌شود. دماهای خروجی همانند سازی شده توافق خوبی را با دماهای اندازه‌گیری شده گرمایش و سرمایش و ضریب عملیات (cop) نشان می‌دهد.
جورجی لالاندو و جیان لیورنس^[۴۶] در رابطه با مدل سازی جذب دینامیک یک ماده رنگی از طریق جاذب غشاء تبادل یونی مطالعاتی به عمل آوردند[۲۵]. مطالعه حاضر بررسی جذب دینامیک از طریق جاذب‌های غشاء تبادل یونی است. مدل مورد استفاده در تحقیق شامل انتشار محوری، جذب و انتشار ماده حل شده بطور همزمان در غشاء است. جذب و فرایندهای واجذب ایزوترم لانگمویر را برای موازنه ارائه می‌دهد. مدل ریاضی از پارامترهای بدون بعد برحسب زمان مشخص برای مکانیزم‌های متفاوت استفاده می‌کند که در طول فرایند اتفاق می‌افتد. مدل دارای ۵ پارامتر بدون بعد و مستقل می‌باشد. سه تا از این پارامترها به موازنه ایزوترم و دوتای دیگر به فرایند موازنه دینامیک مربوط است و آزمایشات دینامیک در متناسب کردن پارامترهای مربوطه به کار رفتند. به منظور بررسی مطلوبیت مدل برای شرح فرایندهای واقعی جذب رنگ‌آنیونی از طریق جاذب غشاء تبادل یونی رنگ به عنوان تابع غلظت مورد بررسی قرار گرفت که همبستگی نزدیک و سختی بین منحنی‌های شکست تجربی و متناسب را نشان داد.
اوالید حمدویی دررابطه با جذب دینامیک متیلن آبی توسط پودر سدر و آجرخرد شده در ستون‌های بستر ثابت مطالعاتی صورت دادند [۲۶]. حذف دینامیک متیلن آبی توسط پودر سدر و آجر خرد شده در ستون‌های بستر ثابت مورد مطالعه قرار گرفت. مقادیر پارامترهای ستونی به عنوان تابع سرعت جریان و ارتفاع بستر مورد مطالعه قرار گرفت. در ارزیابی منحنی‌های شکست، ایزوترم های جذب متیلن آبی از محلول آبی در پودر سدر و آجر خرد شده در C 20 به شکل تجربی مشخص شدند. هر دو مدل‌ لانگمویر و فرندلیچ با داده‌های ایزوترم جذب خیلی متناسب بود اما مدل لانگمویر بهتر بود. یک سری از آزمایشات ستونی با بهره گرفتن از پودر سدر و آجر خرد شده به عنوان جاذب‌های سطحی کم هزینه برای تشخیص منحنی‌های شکست با ارتفاع بستر و سرعت جریان متفاوت انجام شدند. برای پیش بینی منحنی‌های شکست و برای تشخیص پارامترهای مفید برای طراحی ستون فرایند، مدل‌های سینتیک بوهارت – آدامز، زمان کارکرد عمق بستر (BDST)، کلارک، وولبورسکا و یون نلسون برای داده‌های آزمایشی فراهم شده است. کل مدل‌ها به شکل خوبی برای شرح کل یا بخشی از عملیات دینامیک ستون با توجه به سرعت جریان و ارتفاع بستر به استثنای مدل بوهارت – آدامز مناسب تشخیص داده شدند. همانندسازی کل منحنی شکست با یون نلسون و کلارک مؤثر است، اما شکست به بهترین شکل توسط مدل وولبورسکا پیش‌بینی شد.
پکایوناس و تایپوسالمی^[۴۷] در رابطه با مدلسازی دینامیک واکنشهای کاتالیزوری فاز مایع در بسترهای ثابت وخنثی سازی سنتیک و کاتالیزور مطالعاتی صورت دادند‌[۲۷]. مدلسازی دینامیک راکتورهای بستر ثابت کاتالیزوری با خوراک فاز مایع اهمیت حیاتی دارد. چون خنثی سازی کاتالیزوری اغلب یک نقش مرکزی را در هندسه واکنش ایفا می‌کند. مدلسازی دینامیک کلی فاز مایع بستر ثابت مورد بررسی قرار گرفت که شامل سینتیک‌ واکنش های پیچیده و خنثی سازی کاتالیزوری است. مفهوم مدل سازی در یک واکنش تبدیل فاز مایع کاتالیزوری اجرا شده است. مدل با داده‌های واحد آزمایش صنعتی آزمایش شد و قابلیت خوبی برای پیش‌بینی را نشان می‌دهد. مدل می‌تواند برای بهینه‌سازی چرخه‌ی عمر تولید بسترهای ثابت با خنثی سازی کاتالیزوری مورد استفاده قرار گیرد.
سلیمان و همکاران^[۴۸] در رابطه با حذف کروم، مس، یون های کبالت و سرب توسط کربن فعال دانه ای در رآکتورهای بستر ثابت و گروهی مطالعات و تحقیقاتی به عمل آوردند[۲۸]. یک مدل انتشار روزنه غشاء برای پیش بینی منحنی‌های شکست بستر ثابت برای هر یک از چهار یون فلز بکار رفت. این مدل به بررسی هر دو مقاومت انتقال حجم داخلی و خارجی مثل پراکندگی محوری با ایزوترم غیر خطی می پردازد. اثرات سرعت جریان، ارتفاع بستر، غلظت یون فلز اولیه در منحنی های شکست مورد مطالعه قرار گرفت. داده های موازنه ایزوترم، ضریب انتقال حجمی داخلی و ضریب انتشار روزنه از آزمایشات متعددی در جاذب های گروهی توسط تثبیت داده های تجربی با مدل تئوری بدست آمد. ضریب انتشار روزنه با بهره گرفتن از مدل انتشار غشاء روزنه مورد استفاده برای جاذب بستر ثابت یک توصیف خوب از فرایند جذب برای هر چهار فلز در کربن فعال در بستر ثابت فراهم می کند.
ودرانا مارینوویک و همکاران^[۴۹] در رابطه با جذب دینامیک، تری نیترو تولوئن در کربن فعال مطالعات و تحقیقاتی به عمل آوردند [۲۹]. کارکرد اصلی، تشخیص شرایط جذب دینامیک TNT بر اساس حذف TNT حل نشده از فاضلاب است. اثرات دما، غلظت و سرعت جریان در سیستم کروماتوگرافی مورد بررسی قرار گرفت، سرعت جریان بین (dm³/h) 1 و ۴ مورد استفاده قرار گرفت. ارتفاع کربن فعال در ستون ها ۷۰ و ۱۳۵ میلی متر بوده در حالی که قطر آن ۱۲ میلی متر بود. آزمایشات در دماهای متفاوت انجام شد و غلظت های سیال ورودیTNT در دامنه ای از (mg/dm³ ) ۱۷۱- ۷۹/۳۲ مورد استفاده قرار گرفت. ظرفیت جذب کربن فعال با افزایش دما افزایش یافت، و با افزایش غلظت ورودی و سرعت جریان کاهش می یابد. نتایج به دست آمده ذکر می کند که تاثیر دما بیشتر از آن است که انتظار می رود. همچنین امکان پذیری واجذب TNT از کربن فعال اشباع شده مورد بررسی قرار گرفت. مقدار TNT جذب شده در واحد حجم جاذب سطحی با بهره گرفتن از مدل محاسبه شد که به شکل مناسبی توافق خوبی با داده‌های آزمایش دارد.
دباسیش داس و همکاران^[۵۰] در رابطه با حذف ترکیبات آلی فرار توسط فیبر کربن فعال تحقیقاتی را به عمل آوردند [۳۰]. آزمایشات جهت بررسی جذب و واجذب ترکیبات آلی فرار (VOC) در فیبر کربن فعال(ACF) تحت شرایط دینامیک انجام شد. هدف اولیه اثبات مناسب بودنACF در جذب مؤثرVOC از جریانات گازی خنثی تحت شرایط عملیاتی متفاوت و مقایسه عملکرد آنها با هم به شکل تجربی می باشد. آزمایشات جذب در یک رآکتور بستر لوله ای ثابت تحت شرایط متفاوت انجام شد. دما ( ۱۰۰-۳۵ درجه سانتی گراد )، غلظت گاز (ppm 10000-2000)، سرعت جریان گاز (slpm2-1) و وزن جاذب سطحی (g 10-2) است. مدل ریاضی برای پیش بینی مشخصه های شکست VOC و ACF توسعه یافته است. مدل باعث به هم پیوستن اثرات مقاومت، انتقال حجم غشاء ذرات گاز، انتشار روزنه جاذب سطحی و سرعت های جذب و واجذب در روزنه می شود. داده های تجربی و مدل متناظر با نتایج همانندسازی شده مورد مقایسه قرار گرفت و توافق خوبی یافت شد.
زومریا آکسو و فرد گونن^[۵۱] جذب زیستی دوتایی فنول و کروم (VI) در جلبک فعال شده ساکن در بستر آکنده را پیش بینی و پارامترهای سینتیکی و منحنی های شکست محاسبه نموده اند[۳۱]. جذب زیستی همزمان فنول و کروم (VI) برای رزین فعال شده ساکن از ترکیب دوتایی مورد مطالعه و با فنول منفرد یا جذب زیستی کروم (VI) در یک ستون بستر ساکن مورد مقایسه قرار گرفت. فنول و کروم(VI) و ظرفیت پیوند جاذب زیستی شان به عنوان تابع منفرد و غلظت های آلاینده در سرعت جریان ml/min8/0 و در مقدار ۱ pH= دیده شد. جذب تعادلی هر آلاینده توسط ارزیابی منحنیهای شکست تشخیص داده شد که در غلظتهای متفاوت با تغییرات ۵۰۰-۵۰ در سیستم منفرد و دوتایی به دست آمد. ستون ماکزیمم ظرفیت جذب زیستی لجن فعال شده خشک mg/g 9 برای فنول و mg/g 5/18 برای کروم در موقعیت جزء منفرد بود. ظرفیت جذب ستونی لجن فعال شده خشک ساکن برای فنول به شکل قابل توجهی به واسطه ی موجود دیگر مولفههای کاهش یافت جذب مولفههای مختلف در بستر توسط مدل یون نلسون برای تشخیص ثابت های سینتیکی و پیش بینی منحنی شکست هر مولفه بیان شد. رابطه تابعی ثابت سینتیک نلسون هر مولفه و غلظت فنول و کروم (VI) در ترکیب دوتایی مشخص گردید.
یوکسل آبالی و همکاران^[۵۲] در رابطه با جذبVI) )Cr بوسیله ی پسماند میوه بلوط درراکتور بستر ثابت و پیش بینی منحنی های شکست مطالعاتی انجام داده اند [۳۲]. آزمایش ها برای بررسی تاثیر پارامترهای مهم مثل: سرعت جریان، pH محلول و اندازه ذرات جاذب انجام شد. کاهش در اندازه ذرات جاذب و سرعت جریان ظرفیت بهتری برای بستر فراهم کرد. بالاترین ظرفیت ستون بستر ثابت در ۲ pH= بدست آمد. در آغاز آزمایشات، pH سیال خروجی به شکل چشم گیری افزایش و سپس افت کرد. داده های شکست به دست آمده برای (VI)Cr به طور یکسان به وسیله مدل جذب توماس و یون نلسون تشریح و توافق خوبی بین منحنی های شکست تئوری و نتایج آزمایشی مشاهده شد. این تحقیق ذکر می کند که پسماند میوه بلوط می تواند به عنوان جاذب سطحی خوب و موثر برای عملیات تصفیه فاضلاب‌های محتوی (VI)Cr مورد استفاده قرار گیرد.
آنتونیو فلوریدا و همکاران^[۵۳] در رابطه با مدل سازی حذف (II)Ni از محلول های آبی با بهره گرفتن از پسماند ساقه انگور در ستون بستر ثابت تحقیقاتی انجام داده اند[۳۳]. پسماند ساقه انگور در فرآیندهای تولید شراب تولید شدند که برای برداشت نیکل (II) از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. منحنی های شکست تجربی در ستونهای بستر ثابت به دست آمد. آزمایشات برای ارزیابی سیال ورودی، غلظت فلزات ورودی و فرایند تولید درچرخهی جذب دوتایی انجام شدند. کد CXTFIT برای منطبق کردن داده های تجربی و تشخیص پارامترهای انتقال و جذب معادلات پراکندگی- همرفت (CDE) و مدل دو مکانی غیر موازنه مشخص (TSM/CDE) به منحنی های شکست استفاده شدند. نتایج نشان داد که ظرفیت بستر مثل پارامترهای انتقال و جذب توسط غلظت فلزات اولیه در غلظتهای بالای (II)Ni روی ستون پر شده از ساقه انگور خیلی سریع منجر به ظهور شکست شد. ظرفیت جذب حلال به مقدار اندکی در چرخهی جذب دوبل کاهش یافت.
کایود ادبوال و همکاران^[۵۴] در رابطه با مدلسازی ستون بستر ثابت برای جذب کادمیم در جاذب کامپوزیتی پلیمر – خاک رس مطالعاتی انجام داده اند [۳۴]. خاک رس کائولینی با پلی وینیل الکل جهت تولید کامپوزیت های مقاوم در برابر آب تحت بررسی قرار گرفتند که جاذب های کامپوزیتی پلیمر- خاک رس نام دارند. جاذب تغییر یافته دارای ظرفیت جذب ماکزیمم mg/L 13 ± ۴۰۰-۲۰ و ثابت سرعت جذب ماکزیمم ۰۰۰۲/۰ ±۱۰^۳ × ۴۵/۷ ~ در شکست ۵۰% می باشد. افزایش در ارتفاع بستر ، باعث افزایش نقطه شکست جاذب پلیمر و خاک رس شد. حضور الکترولیت های از قبل جذب شده، و تولید مجدد جهت کاهش این زمان تعیین گردید. غلظت Cd²⁺ اولیه فرایند، حضور الکترولیت از قبل جذب شده، و تولید مجدد جاذب سطحی کامپوزیت پلیمر- خاک رس، حجم سیال خروجی تحت تاثیر قرار می دهد. بررسی جاذب سطحی کامپوزیت پلیمر- خاک رس با Ca و Na نشان داد این الکترولیت ها باعث کاهش سرعت جذب Cd²⁺ در کامپوزیت پلیمر- خاک رس و کاهش زمان شکست جاذب می شوند. تولید مجدد و مطالعات جذب مجدد در کامپوزیت های پلیمر – خاک رس یک کاهش در حجم بستر در هر دو نقطه شکست و استخراج را نشان می دهد. داده‌های آزمایش تناسب بهتری را با مدل زمان کارکرد عمق بستر (BDST ) نسبت به مدل توماس نشان دادند.
کوندو و گوپتا^[۵۵] در رابطه با حذف (III)As ازمحیط های آبی در بستر ثابت با بهره گرفتن از سیمان پوشیده شده توسط اکسید آهن (IOCC) مطالعات تجربی و مدل سازی انجام داده اند[۳۵]. مطالعات بستر ثابت یک ارزیابی از کارآمدی سیمان پوشیده توسط اکسیدآهن را به عنوان جاذب برای حذف (III)As از محلولهای آبی، تحت تاثیر پارامترهای متفاوتی نظیر عمق بستر، سرعت جریان و غلظت های (III)As به دست داده است. نتایج نشان داد که جذب (III)As با افزایش سرعت جریان کاهش و با افزایش غلظت اولیه (III)As افزایش می یابد. همچنین درصد حذف (III)As با افزایش عمق بستر افزایش می یابد. دینامیک فرایند جذب توسط زمان کارکرد عمق بستر (BDST)، مدل های توماس و یون نلسون مدل سازی شد. مدل BDST تناسب خوبی با داده های آزمایش در نواحی اولیه منحنی شکست دارد اما انحراف اندکی را با نقاط شکست نشان می دهد اگر چه نقاط پیش بینی شده با بهره گرفتن از مدل فوق روند مشابه را دنبال می کند، اندکی نیز از یکدیگر منحرف شده اند. مدل توماس و یون نلسون توافق خوبی با نتایج آزمایش در کل پارامترهای فرایند مورد مطالعه دارد. این امر اشاره به آن دارد که آنها برای طرح ستون IOCC خیلی مناسب هستند. مکانیزم حذف (III)As در ستون تبادل یونی یک جذب فیزیکی در سطح جاذب می باشد.
یوب و همکاران^[۵۶] در رابطه با تحلیل منحنی های شکست و مدل سازی سیستم جذب بستر ثابت برای حذف (V)As از آب توسط بوکسیت کلسیم دار اصلاح شده (MCB) مطالعاتی انجام دادهاند[۳۶]. سهولت حذف (V)As از محیط های آبی توسط یک بستر ثابت جاذب سطحی، در یک سیستم جریان مداوم مورد بررسی قرار گرفت. پاسخ بستر جاذب سطحی تحت شرایط عملیاتی متعدد عمق بستر، سرعت جریان و غلظت سیال ورودی مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای ستونی متعدد شامل سرعت جذب، ظرفیت جذب و عمق ناحیهی تبادلی با بهره گرفتن از مدل جذب آدامز بوهارت ارزیابی شدند. MCB یک ظرفیت جذبmg/L 45/623 با یک سرعت جذب mg/L 923/529 در ساعت در یک سیال ورودی با غلظت (V)As معادل mg/L 2 را به نمایش گذاشت. عمق مینیمم جاذب cm3/1 برای تولید سیال خروجی با غلظت (V)As کمتر از mg/L 03/0 از یک سیال ورودی با غلظت /L mg 2، در قطر mm 20 ستون MCB کافی است. زمان کارکرد بستر جاذب تحت سرعت جریان و غلظت سیال ورودی متفاوت با بهره گرفتن از زمان کارکرد عمق بستر (BDST) پیش بینی شد و مشاهدات تجربی مورد مقایسه قرار گرفت. داده های مشاهده شده در زمان کارکرد و منحنی شکست منطبق با مقادیر تئوری بود. منحنی شکست MCB بدست آمده توسط مشاهدات تجربی تحت سرعت جریان متفاوت، با آنچه توسط مدل ایزوترم لا نگمویر، توسعه یافته مورد مقایسه قرار گرفت.
سانجوی کومارماجی آنجالیپال و همکاران^[۵۷] در رابطه با مدل سازی و جذب (III)As در ستون بستر ثابت خاک سرخ مطالعاتی انجام داده اند [۳۷]. عملیات ستونی بستر ثابت برای حذف (III)As از محیط مورد مطالعه قرار گرفت. خاک سرخ به عنوان ماده جاذب سطحی مورد استفاده قرار گرفت. ستون با قطر cm 2، ارتفاع بستر متفاوت مانند ۱۰، ۲۰ و۳۰ سانتیمتر مورد بررسی قرار گرفتند. آب حاوی (III)As دارای سرعت جریان ml/min 75/7 بود. مدل جذب آدامز- بوهارت برای تشخیص پارامترهای متفاوت مثل ارتفاع منطقه تبادلی، سرعت جذب، زمان لازم برای منطقه تبادل، جهت حرکت و ظرفیت جذب به کار رفت. تاثیر سرعت جریان و غلظت اولیه مورد بررسی قرار گرفت. ستون توسط مدل زمان کارکرد عمق بستر (BDST) طراحی شد. پارامترهای طراحی ستون همچنین با سرعت جریان و غلظت اولیه متفاوت (III)As در سیال ورودی تست شدند. مدل ایزوترم فرندلیچ برای مقایسه پروفیل شکست تجربی و تئوری در فرایند دینامیک بکار گرفته شد. اشباع بستر بدست آمده %(۷۱-۵۳ ) بود.
سلامتی نیا و همکارارن^[۵۸] در رابطه با مدل سازی حذف مس و روی به صورت پیوسته توسط جذب در روغن برگ خرما اصلاح شده توسط هیدروکسید سدیم در ستون بستر ثابت مطالعاتی انجام دادهاند[۳۸]. در این تحقیق، جذب مس و روی در روغن برگ خرما تحت عمل با NaOH در یک بستر ثابت و ستون جریان بالا در یک حالت پیوسته در زمان نگهداری هیدرولیک (HRT) 6/12 و ۱۸ دقیقه راه اندازی و سپس مورد بررسی قرار گرفت. ستون در دمای اتاق راه اندازی شد و ورودی با غلظت mg/L 100 از محلول فلزات سنگین تغذیه شد. داده ها توانایی بالای جذب در حالت پیوسته را تایید و شکست بعد از ۶/۲ دقیقه اتفاق افتاد. کل فرایند پیوسته جذب با بهره گرفتن از یک مدل تجربی و پارامترهای همانندسازی شده تخمین زده شد. همچنین داده های تجربی برای مدل های متفاوت مثل آدامز – بوهارت و ول بورسکا، توماس و یون نلسون مقایسه شدند. بهترین تناسب در کل با مدل آدامز – بوهارت بادقت بالا بدست آمد و مدل برای سیستم جذب فلزات سنگین مورد استفاده قرار گرفت.

موضوعات: بدون موضوع لینک ثابت

فرم در حال بارگذاری ...

فید نظر برای این مطلب