Abstract
The adsorption of iron(III), lead(II) and cadmium(II) ions onto Schizomeris leibleinii, a green alga, was studied with respect to initial pH, temperature, initial metal ion and biomass concentration to determine the optimum adsorption conditions. Optimum initial pH for iron(III), lead(II) and cadmium(II) ions were 2.5, 4.5 and 5.0 at optimum temperature 30°C, respectively. The initial adsorption rates increased with increasing initial iron(III), lead(II) and cadmium(II) ion concentrations up to 100, 100 and 150 mg l−1, respectively. The Freundlich and Langmuir adsorption isotherms were developed at various initial pH and temperature values. The adsorption of these metal ions to S. leibleinii was investigated in a two-stage mixed batch reactor. The residual metal ion concentrations (Ceq) at equilibrium at each stage for a given ‘quantity of dried algae (X0)/volume of solution containing heavy metal ion (V0)’ ratio were calculated using Freundlich and Langmuir isotherm constants. The experimental biosorption equilibrium data for iron(III), lead(II) and cadmium(II) ions were in good agreement with those calculated by both Freundlich and Langmuir models. The adsorbed iron(III), lead(II) and cadmium(II) ion concentrations increased with increasing X0/V0 ratios while the adsorbed metal quantities per unit mass of dried algae decreased
چکیده
جذب سطحی یونهای آهن (III)، سرب (II)، و کادمیوم (II)، بر روی جلبک Schizomeris leibleinii یک نوع جلبک سبز، با در نظر گرفتن pH اولیه، دما، غلظت اولیه یون فلز و زیست توده برای تعیین شرایط بهینه جذب سطحی مورد مطالعه قرار گرفت. pH بهینه اولیه برای یون های آهن (III)، سرب (II) و کادمیوم (II) در دمای بهینه 30°C بترتیب 2.5 ، 4.5 ، 5.0 بود. سرعت های اولیه جذب با افزایش غلظت یون های آهن (III)، سرب (II)، و کادمیوم (II) به ترتیب به حدود 100، 100 و 150mg/l افزایش یافت. ایزوترم های جذب فروندلیچ ولانگمویر در pH های اولیه و دماهای مختلف بهبود داده شدند. جذب سطحي اين یون های فلزي بر روی جلبک Schizomeris leibleinii در یک راکتور دومرحله ای همزن دار ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفت. غلظت یون های باقيمانده فلز (Ceq)، در حالت تعادل در هر مرحله برای نسبت مشخص " مقدار جلبک خشک (X0) بر حجم محلول حاوی یون فلزی(V0) " با استفاده از ثابتهای ایزوترم فروندلیچ و لانگمویر محاسبه شدند. داده‌هاي تعادلي جذب تجربي براي یون های آهن (III)، سرب (II) وکادمیوم (II) در تطابق خوبي با مقادير محاسبه‌شده توسط هردو مدل فروندلیچ و لانگمویر بودند. غلظت های یون جذب شده آهن (III)، سرب (II) وکادمیوم (II) با افزايش نسبت X0/V0 افزايش يافت در حالی که مقادیر فلز جذب شده بر واحد جرم جلبک خشک کاهش يافت.
1-مقدمه
جذب زيستي فلزات سنگين توسط سلول‌هاي میکروبی به عنوان یک جايگزين بالقوه براي تکنولوژي‌هاي موجود (از قبیل ته‌نشين سازی، تبادل یونی، تصفيه الکتروشیمیایی و بازیابی تبخیری) براي بازيابي فلزات سنگين از پسابهای صنعتي شناخته‌شده است [1-4]. روش‌هاي متداول فيزيکي و شيميايي براي حذف فلزات سنگين زمانی که غلظت های اولیه فلز در محدوده 10-100ppm باشد عموما گران‌قيمت هستند. [2]. مزیت ديگر فرايند جذب سطحي زيستي نسبت به فرایندهای فيزيکي شیمیایی اینست که غلظت های یون کمتر از 10mg/l بسته به تعادل جذب سطحي مي‌توانند توسط میکروارگانیسمها حذف شوند [5]. میکروارگانیسمها عموما با فابلیت جدا کردن فلزات سنگين و رساندن غلظت انها به چندین هزار برابر غلظت محيط اطراف گزارش شده‌اند [2]. متون علمي دو راه مشخص را براي این مشکل ارائه نموده‌اند...