Μελέτη απομάκρυνσης καδμίου από υδατικά διαλύματα με χρήση φυσικών ορυκτών

Abstract

Στην παρούσα μελέτη, διερευνήθηκαν τρία φυσικά ορυκτά, ο ζεόλιθος, ο βερμικουλίτης και ο μπετονίτης, που χρησιμοποιύνται σε πολλές βιομηχανικές και περιβαλλοντικές εφαρμογές, αξιοποιώντας την ιοντοεναλλαγή και την προσρόφηση σε συστήματα διαλείποντος έργου. Στόχος της έρευνας ήταν να αξιολογηθεί η χρησιμότητά τους στον εξευγενισμό του νερού, αλλά και υγρών αποβλήτων. Πιο συγκεκριμένα, σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου μελετήθηκε η επίδραση διαφορετικών παραμέτρων στην απομάκρυνση καδμίου, έτσι ώστε να καθοριστούν οι βέλτιστες συνθήκες απομάκρυνσης. Σύμφωνα με τα πειραματικά δεδομένα, ο βερμικουλίτης βρέθηκε να είναι πιο αποτελεσματικός στην απομάκρυνση καδμίου, κάτω από όλες τις εξεταζόμενες παραμέτρους, φθάνοντας το 100% για αρχική συγκέντρωση μετάλλου 10-200 mg/L, θερμοκρασία 25 οC, pH 4 και ταχύτητα ανάδευσης 250 rpm. Η σειρά βέλτιστης απομάκρυνσης του καδμίου ξεκινώντας από το πιο αποτελεσματικό είναι: βερμικουλίτης>μετονίτης>ζεόλιθος. Επίσης, βρέθηκε πως η διεργασία προσρόφησης εξαρτάται από την ταχύτητα ανάδευσης, τη δόση και τύπο του ορυκτού, τη θερμοκρασία, την αρχική συγκέντρωση του μετάλλου και το pH.

In the present study, three natural minerals, used in many industrial and invironmental applications, zeolite, vermiculite and bentonite were studied by utilising ion exchange and adsorption in batch experiments. The aim was to access their use in water and wastewater purification. In particular, in batch reactors, the empact of various operational parameters on cadmium removal was evaluated in order to determine the optimum uptake conditions. According to experimental results, vermiculite was found to be more effective gor cadmium uptake under all tested conditions, reaching 100% for initial metal concentration of 10 mg/L-200 mg/L, at pH 4, temperature of 25 oC and under agitation of 250 rpm. The removal efficiency followed the order: vemiculite>bentonite>zeolite. Sorption process was found to be dependent on agitation, mineral dosage and type, temperature, initial metal concentration and pH.