Μελέτη της συμπεριφοράς της θερμοκρασίας στην προσρόφηση του μαγγανίου από εδαφικά συστατικά

Abstract

Σκοπός της παρούσας πτυχιακής ήταν η μελέτη της προσρόφησης του Μη από τον ζεόλιθο, γκαιτίτη, σύστημα I και II σε τρεις θερμοκρασίες 25,40 και 60 °C. Από την μελέτη αυτή προέκυψαν τα κάτωθι. Τα συστήματα I και II παρουσιάζουν την μεγαλύτερη προσρόφηση στους 60°C, και την μικρότερη στους 25°C. Ο Ζεόλιθος (Ζ) παρουσιάζει την μεγαλύτερη προσρόφηση στους 60°C, και την μικτότερη στους 25°C όταν η αρχική συγκέντρωση Μη κυμαίνετε από 0 έως 74,66 mg/1 ή η συγκέντρωση Μη στην ισορροπία κυμαίνετε από 0 έως 56 mg/1 Το αντίστροφο παρατηρείται όταν η αρχική συγκέντρωση κυμαίνετε από 74,66 έως 160 mg/1, ή η συγκέντρωση Μη στην ισορροπία κυμαίνετε από 56 έως 125 mg/1 Οταν η αρχική συγκέντρωση Μη κυμαίνετε από 0 έως 74,66 mg/1 ή η συγκέντρωση στην ισορροπία από 0 έως 67,13 mg/1, ο γκαιτίτης (G) παρουσιάζει την μεγαλύτερη προσρόφηση Μη (σε mg/kg) στην θερμοκρασία των 60°C και ακολουθεί η προσρόφηση Μη στην θερμοκρασία των 25°C και 40°C αντίστοιχα. Όταν η αρχική συγκέντρωση Μη κυμαίνετε από 74,66 έως 160 mg/1 ή η συγκέντρωση Μη στην ισορροπία από 67,13 έως 146 mg/1 ο γκαιτίτης παρουσιάζει την μεγαλύτερη προσρόφηση Μη (σε mg/kg) στην θερμοκρασία των 60oC και ακολουθεί η προσρόφηση Μη στην θερμοκρασία των 40°C και 25°C αντίστοιχα. Τα πειραματικά δεδομένα προσρόφησης του Μη από το σύστημα I είχαν την καλύτερη προσαρμογή στο μοντέλο Langmuir και μέγιστη προσρόφηση 33333 mg Mn/kg συστήματος I και στις τρεις θερμοκρασίες. Τα πειραματικά δεδομένα προσρόφησης του Μη από το σύστημα II, ζεόλιθο και γκαιτίτη είχαν την καλύτερη προσαρμογή στο μοντέλο Freundlich . Με μέγιστη προσρόφηση 33333, 20000 και 25000 mg Mn/kg συστήματος II ,14285,12500 και 12500 mg Mn/kg ζεολίθου και 5882, 12500 και 12500 mg Mn/kg γκαιτίτη στις θερμοκρασίες 25, 40 και 60 °C αντίστοιχα. Η προσρόφηση του Μη από τον γκαιτίτη, ζεόλιθο και σύστημα I είναι μία ενδόθερμη αντίδραση , θερμοδυναμικά αυθόρμητη και η οποία παρουσιάζει αύξηση στην άτακτη κίνησης των ιόντων μαγγανίου στην επιφάνεια μεταξύ της προσροφητικής ουσίας και του διαλύματος. Η προσρόφηση του Μη από το σύστημα II είναι μία εξώθερμη αντίδραση θερμοδυναμικά αυθόρμητη , η οποία παρουσιάζει αύξηση στην άτακτη κίνησης των ιόντων μαγγανίου στην επιφάνεια μεταξύ της προσροφητικής ουσίας και του διαλύματος. Τέλος από την παρούσα μελέτη προκύπτει ότι η βελτίωση ύδατος επιβαρυμένο με υψηλή συγκέντρωση Μη μπορεί να επιτευχθεί με την χρήση ενός κιλού ζεολίθου για κάθε 12500 mg Μη . Επιλέγεται ο Ζεόλιθος καθώς είναι το φθηνότερο υλικό από τα μελετηθέντα .Αν η συγκέντρωση του Μη είναι πολύ υψηλή και επιβάλλεται άμεση παρέμβαση τότε επιλέγονται τα συστήματα I και II καθώς παρουσιάζουν την μεγαλύτερη και ταχύτερη προσρόφηση 33333 mg Mn/kg συστήματος I, II έναντι των άλλων δύο και είναι φθηνότερα υλικά του γκαιτίτη αλλά ακριβότερα του ζεόλιθου.