نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

حذف آلاینده لندفیل بهشهر به روش سدهای واکنشی نفوذپذیر با استفاده از آزمایش ستون جذب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده‏ی فنی و مهندسی، دانشگاه بین‏المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران
2 استاد، دانشکده‏ی فنی و مهندسی، دانشگاه بین‏المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران
چکیده
این پژوهش، عملکرد جذب ترکیب زئولیت و خرده آهن (75:25 درصد) در کاهش کادمیوم و روی لندفیل بهشهر با استفاده از آزمایش ستون جذب را بررسی می‌کند. نتایج نشان داد که غلظت خروجی روی در عمق 20 سانتی‌متر پس از 18 روز و در عمق 40 سانتی‌متر پس از 23 روز زیر حد مجاز باقی می‌ماند، در حالی که کادمیوم در همان عمق‌ها به ترتیب 10 و 18 روز عملکرد ایمن دارد، که بیانگر بحرانی‌تر بودن کادمیوم در طراحی جاذب است. براساس مدل‌های دینامیکی توماس و یون – نلسون، ظرفیت بیشینه جذب (q0) برای روی در عمق 20 و 40 سانتی‌متر به ترتیب (mg/g) 4/23 و (mg/g) 14 و برای کادمیوم (mg/g) 6/0 و (mg/g) 44/0 و ثابت سرعت مدل توماس (kTh) برای روی (L/day.mg)0/001 و (L/day.mg)0/0009 و برای کادمیوم (L/day.mg) 0/43 و ( (L/day.mg3/0 برآورد شد. زمان نیمه شکست ستون جذب (τ) در عمق 20 و 40 سانتی‌متر برای روی 68 و 72 روز و برای کادمیوم 37 و 52 روز بود. کاهش q0 با افزایش عمق ستون به دلیل پایین بودن حد مجاز غلظت خروجی و توقف زودهنگام آزمایش است، به‌طوری‌که بخشی از جرم جاذب تا پایان آزمایش فعال نشده و مدل توماس ظرفیت واقعی ستون‌های عمیق‌تر را نشان نمی‌دهد. همچنین نتایج نشان داد که ثابت سرعت و نرخ اشباع شدن جاذب با افزایش عمق ستون جذب به دلیل افزایش زمان تماس جاذب و آلاینده کاهش می‌یابد. در انتها با توجه به نتایج به دست آمده طراحی ضخامت جاذب برای حفظ غلظت خروجی زیر حد استاندارد تعیین گردید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Removal of Contaminants from Behshehr Landfill Using Permeable Reactive Barriers in Column Adsorption Test

نویسندگان English

Hamed Yekehdehghan 1
Reza Ziaie Moayad 2
1 Ph.D. Candidate, Imam Khomeini International University, Civil Engineering Faculty
2 Professor, Imam Khomeini International University, Civil Engineering Faculty
چکیده English

This study evaluates the adsorption performance of a zeolite and iron scrap mixture (75:25%) in reducing cadmium and zinc in the Babol landfill using a fixed-bed column experiment. Results showed that the effluent zinc concentration at depths of 20 cm after 18 days and 40 cm after 23 days remained below the permissible limit, while cadmium at the same depths maintained safe performance for 10 and 18 days, respectively, indicating that cadmium is more critical in adsorbent design. Using the Thomas and Yoon–Nelson models, the specific adsorption capacity (q₀) for zinc was 4.23 and 14 mg/g at 20 and 40 cm depths, respectively, and for cadmium 0.6 and 0.44 mg/g. The Thomas rate constant (kTh) for zinc was 0.001 and 0.0009 L/day·mg, and for cadmium 0.43 and 0.3 L/day.mg. The breakthrough half-time (τ) was 68 and 72 days for zinc, and 37 and 52 days for cadmium. The decrease in q₀ with increasing depth is due to the lower allowable effluent concentration and early termination of the test, leaving part of the adsorbent unused; thus, the Thomas model does not reflect the true potential capacity of deeper columns. Additionally, the rate constant decreased with increasing depth because of longer contact time. Finally, the adsorbent thickness was designed to keep the effluent concentration below the standard limit.

کلیدواژه‌ها English

Permeable Reactive Barriers
Column Adsorption Test
Landfill
Cadmium
Zinc