使用响应表面方法修复固定床柱中的水溶液中的废生物材料的毒性

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 水处理 处理水的方法
• 吸附科学 吸附科学

背景情况:

• 重金属离子,如,由于其持久性和毒性,构成重大环境和健康风险.
• 废弃生物材料为从废水中去除重金属提供了一种可持续且具有成本效益的解决方案.
• 人类头发是一种随时可用的生物吸收剂,为污染物清理提供了一个可行的替代方案.

研究的目的:

• 为了评估原始和修饰的人类头发在下流固定床柱中去除离子的性能.
• 在各种操作参数下分析柱子性能,包括床高度,流量和流量.
• 使用已建立的动力学和平衡模型来建模吸附过程,并使用响应表面方法来优化去除.

主要方法:

• 固定床柱实验使用原始和修饰的人类头发作为吸附剂进行.
• 突破曲线分析被用来评估不同操作参数下的列性能.
• 吸附数据与尤恩·纳尔逊,托马斯,亚当-博哈特和床深服务时间 (BDST) 模型相匹配.
• 在响应表面方法 (RSM) 中使用Box-Behnken设计来优化流程.

主要成果:

• 床深度服务时间 (BDST) 和托马斯模型为实验数据提供了最适合的,表明它们适合描述吸附动力学.
• 响应表面方法确定了最大去除的最佳条件:床高度为42.79厘米,流速为20.92毫升/分钟,初始度为139.51毫克/升.
• 在优化条件下,实验性除率达到85.05%,与Box-Behnken设计的预测值82.31%非常接近.

结论:

• 人类头发是一种有效且低成本的生物吸收剂,用于从废水中去除离子.
• BDST和托马斯模型准确地描述了固定床柱中的吸附过程.
• 使用RSM的优化参数显著提高了除的效率,证明了这种方法在废水处理中的实际应用.