تصفیه آب‌ آلوده به MTBE با استفاده از فرآیند جذب توسط کربن فعال دانه‌ای

الموضوعات :

نادر مختارانی ¹ (استادیار دانشکده عمران و محیط زیست؛ دانشگاه تربیت مدرس)
الهام شفیعی ² (دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست دانشکده عمران و محیط زیست؛ دانشگاه تربیت مدرس)

تاريخ الإرسال : 30 الثلاثاء , ذو القعدة, 1438 تاريخ التأكيد : 20 السبت , ذو القعدة, 1441 تاريخ الإصدار : 01 الأربعاء , ذو الحجة, 1441

الکلمات المفتاحية: جذب سطحی, ایزوترم, MTBE, کربن فعال دانه‌ای,

ملخص المقالة :

امروزه، تولید و استفاده از مواد شیمیایی در صنایع مختلف، آلودگی منابع زیست‌محیطی را به‌همراه داشته است. یکی از ترکیباتی که می‌تواند باعث آلودگی گسترده‌ی منابع طبیعی گردد، متیل‌ترشیو‌بوتیل‌اتر (MTBE) می‌باشد. این ترکیب آلی که در صنایع پتروشیمی تولید می‌شود؛ در بنزین کشور‌های مختلف جهان از جمله ایران جایگزین تترا‌اتیل‌سرب شده است. با-توجه به اثبات اثرات سوء MTBE بر محیط زیست و سلامت بشر، پاکسازی منابع آلوده به آن دارای اهمیت فوق‌العاده‌ای می-باشد. در این مقاله پالایش آب‌های آلوده به MTBE با استفاده از فرایند جذب سطحی بر کربن فعال دانه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که ظرفیت جذب کربن فعال تا حد زیادی تابع pH و زمان تماس می‌باشد. بر‌این-اساس بیشینه‌ی راندمان حذف COD در pH معادل 8 و پس از 45 دقیقه به میزان 62 درصد حاصل گردید. در ادامه مطابقت داده‌های تجربی فرایند جذب با ایزوترم‌های فرندلیچ و لانگمایر بررسی شد. بر‌اساس نتایج حاصل، ضریب همبستگی ایزوترم‌های جذب فرندلیچ و لانگمایر به ترتیب برابر 846/0 و 922/0 حاصل گردید که نشان‌دهنده‌ی تطابق بیشتر فرایند مورد نظر با ایزوترم لانگمایر می‌باشد. همچنین طبق نتایج، حداکثر ظرفیت جذب برای جاذب مورد مطالعه در حدود 67 میلی‌گرم COD به‌ازای هر گرم کربن فعال دانه‌ای برآورد گردید.

المصادر:

1)        ATSDR, Agency for Toxic Substances and Disease Registry (2011). Toxic Substances Portal. Methyl tert-Butyl Ether, ATSDR, Atlanta.

2)        Winterberg, M., Schulte-Korne, E., Peters, U., Nierlich F. (2010)."Methyl Tert-Butyl Ether" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim.

3)        Richards, S.A. (1999). “Removal of Methyl tert-Butyl Ether (MTBE) over a Solid Acid Catalyst.” MS. Thesis, Lehigh University, Bethlehem, Pennsylvania.

4)        Tawabini, B.,  Makkawi, M. (2017) “Remediation of MTBE-contaminated groundwater by integrated circulation wells and advanced oxidation technologies” Water Science & Technology, 17(4) Available Online 21 June 2017, DOI: 10.2166/ws.2017.128

5)        Nikpey, A., Mortazavi, B., Asilian, H., Khavanin, A., Rezai, A., Soleimanian, A., Kazemian, H. (2005). “Catalytic hydrolysis respectively methyl butyl ether (MTBE) in ground water.” Journal of Chemistry and Chemical Engineering. 24(1), 73-81.

6)        Cheremisinoff, N.P., Rosenfeld, P.E. (2009). Handbook of Pollution Prevention and Cleaner Production, Volume  1., Best Practices in The Petroleum Industry, Elsevier, UK.

7)        Levchuk, I., Bhatnagar, A.,  Silla npää, M. (2014) “Overview of technologies for removal of methyl tert-butyl ether (MTBE) from water,” Sci. Total Environ., 476-477, pp. 415-433.

8)        Krayer, M., Krauss, V., Harremoës Paul, M. (2002). Late lessons from early warnings: the precautionary principle 1896–2000, Chapter 11: MTBE in petrol as a substitute for lead, European Environment Agency, Denmark.

9)        McGarity, T.O. (2004) “MTBE: A Precautionary Tale.” Harvard Environmental Law Review. 28, 281-342.

10)     Mehrazma, I. (2003). Investigation of various aspects of MTBE in gasoline, Majlis Research Center.

11)     Fardi, Gh., Khodadadi, A., Yaghoobi, M. (2010). “Parametric study of the transition from MTBE to the fuel tanks and underground water sources in Tehran.” Iran Water Resources Research. 6(3), 1-11.

12)     Ghadiri, K. (2010). “Removal of Methyl Tertiary Butyl Ether (MTBE) from contaminated water using nano-zeolites and zeolite modified with surfactants.” M. Thesis, University of Medical Sciences, Tehran, Iran.

13)     Lu, J., Xu, F., Cai, W. (2008). “Adsorption of MTBE on nano zeolite composites of selective supports.” Microporous and Mesoporous Materials. 108, 50-55.

14)     Ghadiri, S.K., Nabizadeh, R., Mahvi, A.H., Nasseri, S., Kazemian, H., Mesdaghinia, A.R., Nazmara, Sh. (2010). “Methyl Tert-Butyl Ether Adsorption on Surfactant Modified Natural Zeolites.” Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng. 7(3), 241-252.

15)     Inal, F., Yetgin, S., Aksu, G.T., Simsek, S., Sofuoglu, A., Sofuoglu, S.C. (2009). “Activated Carbon Adsorption of Fuel Oxygenates MTBE and ETBE from Water.” Water Air Soil Pollut. 204, 155-163.

16)     Songolzadeh, M., Soleimani, M., Behnood, R. (2013). “Removal of methyl tert-butyl ether (MTBE) from contaminated air and water.” Research Journal of Chemistry and Environment. 17 (1), 76-83.

17)      Dehghani, A., Ebadi, A.,  Shafiei, S.,  Aghaeinejad-Meybodi, A. (2016) “Synthesis, characterization, and application of nano-perfluorooctyl alumina for adsorption of methyl tertiary-butyl ether (MTBE) from aqueous medium” Desalination and Water Treatment, 57(25), 11807-11819

18)      Naser-Sheykhaoleslami, N. S.,  Irani, M., Gholamian, R., Aliabadi, M. (2016) “Removal of MTBE from aqueous solution using natural nanoclays of Iran” Desalination and Water Treatment,  57(56), 27259-27268.

19)     Greenberg, A.E., Clesceri, L.S., Eaton, A.D. (1992). Standard Methods For The Examination of Water and Wastewater, 18th Edition., American Public Health Association(APHA), Amercian Water Works Association(AWWA), Water Environment Federation(WEF), Washington, US.

20)     Faria, P.C.C., Orfao, J.J.M., Pereira, M.F.R. (2007). “Ozonation of aniline promoted by activated carbon.” Chemosphere. 67, 809-815.

21)     Nasiri, A., Mokhtarani, N., Ganjidoost, H. (2012). ”Post Treatment of Composting Leachate by Means of Ozonation and Granular Activated Carbon Adsorption.” Modares Civil Engineering Journal. 12(1), 85-95.

22)     Creek, D., Davidson, J. (2000). Treatment Technologies for Removal of Methyl Tertiary Butyl Ether (MTBE) from Drinking Water, Chapter 4: Granular Activated Carbon, Center for Groundwater Restoration and Protection National Water Research Institute, California.

23)     Ghafar, F. (2004). ”Adsorption Studied of Aromatic Compounds in Aqueous Solution onto Activated Carbons.” MS. Thesis, Universiti Sains Malaysia, Penang, Malaysia.‎

24)     Shukla, S.S., Yu, L.J., Dorris, K.L., Shukla, A. (2005) ”Removal of Nickel from aqueous solutions by sawdust.” Journal of Hazardous Materials. 121, 243-246.

25)     Xiaohui, L. (2010). ”Removal of Humic Substances from Water Using Solar Irradiation and Granular Activated Carbon Adsorption.” phD. Thesis, University College London, London, UK.

26)     Chen, D.Z., Zhang, J. X., Chen, J. M. (2010) ”Adsorption of methyl tert-butyl ether using granular activated carbon: Equilibrium and kinetic analysis.” Int. J. Environ. Sci. Tech. 7 (2), 235-242.

27)     Adebayo, S.B., Tawabini, B.S., Atieh, M.A., Abuilaiwi, F.A., Alfadul, S.  (2016) “Investigating the removal of methyl tertiary butyl ether (MTBE) from water using raw and modified fly ash waste materials” Desalination and Water Treatment, 57, 26307–26312.