54 23 . /1 (+ '0 .

یپژوهش مقاله

رفسنجان یمجله دانشگاه علوم پزشک

1015-1034 ،1399 دي ،19 دوره

فاضلاب از بور حذف در سطحی جذب با همراه سازيلخته و انعقاد فرآیند تأثیر

)یکو سرام یکاش یع:صناموردي(مطالعه صنایع

4هادي اسلامی، 3، محمد حسن احرامپوش2، علی اصغر ابراهیمی1طاهره زارعی محمودآبادي

06/10/99مقاله: رشیپذ 03/10/99:سندهیاز نو هیاصلاح افتیدر 10/09/99جهت اصلاح: سندهیارسال مقاله به نو 15/07/99:مقاله افتیدر

چکیده

بسیار هاي آبیمحیطشود و حذف آن از عنصر بور به طور گسترده در مواد اولیه و فاضلاب صنایع کاشی یافت میو هدف: زمینه

سازي به همراه پیچیده است. این مطالعه با هدف تعیین حذف بور از فاضلاب صنعت کاشی و سرامیک با استفاده از فرآیند انعقاد و لخته

جذب سطحی انجام گرفت.

450تا 150هاي ظت، غل11تا 5بین pHبود. در ابتدا براي فرآیند انعقاد پارامترهاي از نوع آزمایشگاهی مطالعه اینها: مواد و روش

گرم بر لیتر پلیمرهاي آنیونی و میلی 5/2تا 5/0 هاي) و غلظتPoly-aluminum chlorideگرم بر لیتر پلی آلومینیوم کلراید (میلی

یشآزما یقهدق 20تا 5 تماس هاي) در زمان7تا pH )2مختلف یرمقاد یرجذب، تأث یندفرآمورد بررسی قرار گرفت. سپس در کاتیونی

.گردید آنالیز پیرسون همبستگی آماري آزمون از استفاده با هاداده یتشد. در نها

7/35 لیتر، بر گرمیلیم 400و غلظت 8برابر ینهبه pHدر یدکلرا ینیومآلوم ینشان داد، که درصد حذف بور توسط پل نتایجها: یافته

گرممیلی 16 به 35 از( درصد 2/54 حذف راندمان کاتیونی و آنیونی پلیمر لیتر بر گرممیلی 5/2 و 5/1 با ترکیب در و آمد بدست درصد

8به 16درصد ( از 50راندمان حذف یقه،دق 15و زمان تماس 5برابر ینهبه pHبا جذب فرایند در سپس. شد مشاهده) لیتر بر

یرويدرجه اول پ یکو سنت Freundlich یزوترمجذب نشان داد، جذب بور از ا ینددر فرا هاایزوترم بررسی .آمد بدست) لیتر بر گرممیلی

. کندمی

معرفی بور حذف در مؤثر فرآیند یک عنوانبه تواندمی جذب، با سازيلخته و انعقاد تلفیقی فرآیند حاصله، نتایج به توجه با: یريگیجهنت

.شود

صنعتی فاضلاب بور، سطحی، جذب سازي،لخته انعقاد،: یديکل يهاهواژ

هاي محیط زیست، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد. یزد، ایران. گروه مهندسی بهداشت محیط، مرکز تحقیقات علوم و فناوري -1

هاي محیط زیست، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، یزد، فناوريدانشیار گروه مهندسی بهداشت محیط، مرکز تحقیقات علوم و -2

ایران

هاي محیط زیست دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد ، یزد، استاد گروه مهندسی بهداشت محیط، مرکز تحقیقات علوم و فناوري -3

ایران

استادیار، مرکز تحقیقات محیط کار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان، رفسنجان، ایران )نویسنده مسئول( -4

[email protected]: یالکترونیک پست ،034- 34259176، دورنگار: 034-34259176: تلفن

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

1 / 20

http://dx.doi.org/10.29252/jrums.19.10.1015

https://journal.rums.ac.ir/article-1-5612-fa.html

سازي همراه با جذب سطحی در حذف بورفرایند انعقاد و لخته 1016

1399، سال 10، شماره 19دوره رفسنجان کیمجله دانشگاه علوم پزش

مقدمه

دو يعنصر شبه فلز است که دارا یک) Boron( بور

]. 1[ باشدیم 80و 20 یبا درصد فراوان 11Bو 10B یزوتوپا

صنایع از بسیاري در 3O2(B(بور یدبور در قالب اکس عنصر

مورد سرامیک و کاشی شیشه، دارویی، شیمیایی، مواد مانند

اولیه مواد از یکی ربو یدکسا]. 3-2[ گیردمی قرار استفاده

با کهساز است. یشهعامل ش یکدر لعاب و استفاده مورد

را یبدنه و لعاب، چسبندگ ینب یانیم یهلا یک یلتشک

انبساط یبداشتن ضر یلماده به دل یندهد. ایم یشافزا

و دادهترك در لعاب را کاهش یلاحتمال تشک یینپا یحرارت

-5دهد [یم یشرا افزا یو سخت یکیاستحکام مکان ینچنهم

4 .[

يهادرصد تنش 10بور (برات) تا مقدار یدمصرف اکس

يو جلا یتشفاف یشدهد و باعث افزایرا کاهش م یسطح

یمختلف يهابور به شکل ید. اکسشودمی کاشی هايلعاب

و .3O2B2(ZnO( يبرات رو ،CaO.B)3O2(کربنات برات مثلاً

در هابرات این از استفادهگردد. یبور به لعاب اضافه م یتفر

و انرژي خام، مواد مصرف توانندمی سرامیک و کاشی تولید

]. 6[ دهندرا کاهش یدتول هايهزینه نتیجه در

بین سرامیک و کاشی صنایع نشده تصفیه فاضلاب در بور

به بور انتشار]. 7باشد [ تواندمی لیتر بر گرممیلی 1- 60

هايفاضلاب تخلیه طریق از عمده طور به زیست، محیط

آب در که بالایی حلالیت علت به بور. افتدمی اتفاق صنایع

]. 8[ باشدمی بالایی بسیار آلودگی داراي دارد

متفاوت آبی هايمحیط در بور شیمیایی ترکیب و رفتار

شکل دو به شودمی آزاد آب محیط در بور که هنگامی. است

. غلظت دو گونه آیدمی در بورات هاينمک و بوریک اسید

به .دارد بستگی pH به عمدتاً آبی محلول در بور شیمیایی

و پایین pHدر) 3BO3H( بوریک اسید هايگونه خاص، طور

]. در 9غالب هستند [ بالا pHدر) 3BO2H-( بورات هايیون

هاي آبی به صورت گونهبور در محیط ،به دلیل اینکه یجهنت

حذف آن مشکل است باشد،یم یگونه با بار منف یابدون بار

در و است گیاهان براي ضروري مغذي ریز یک بور]. 10[

سطح حال، این با .است مفید انسان براي کم هايغلظت

بنابراین. باشد سمی انسان براي است ممکن عنصر این بالاي

]. 11[ باشدمی ضروري فاضلاب از بور حذف

و آب از بور حذف براي مختلفی هايتکنیک از تاکنون

به روش جذب توانیاز جمله م ،است شده استفاده فاضلاب

،]14[ یونالکتروگوالاس ،]13اسمز معکوس [ ،]12[ یسطح

] اشاره 17[ ییغشا یلتر] و ف16انعقاد [ ،]15[ یالیزالکترود

و همکاران در حذف بور از Özyurtتوسط يامطالعه کرد.

دهیرسوبانعقاد و آیندبا استفاده از فر یعفاضلاب صنا

مطالعه در ینانعقاد صورت گرفت. در ا آیندو فر یمیاییش

و در مرحله 3O2/B 2Ca(OH)از یمیاییش یبمرحله ترس

به عنوان ) O2H18∙3) 4(SO 2Alسولفات ( ینیومانعقاد از آلوم

راندمان حذف یجکننده مورد استفاده قرار گرفت. نتا منعقد

گرم بر 01/2و غلظت 12/8برابر ینهبه pHدرصد در 95

سولفات ینیومآلوم یترگرم بر ل 5/13و 3O2/B 2Ca(OH) یترل

)O2H18∙3)4(SO 2Al] 18) نشان داد.[

da Silva Ribeiro حذف عنصر بور یو همکاران به بررس

یوناز فاضلاب معدن با استفاده از روش الکتروگوالاس

جریان دانسیته ،pH= 4 ینه؛به یطپرداختند. که در شرا

2mA/cm 75/18 به راندمان حذف یقهدق 90 یهو زمان تصف

و همکاران در Chorghe]. 19[ یافتنددرصد دست 70

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

2 / 20



1017 و همکاران طاهره زارعی محمودآبادي

1399، سال 10 ، شماره19دوره رفسنجان کیدانشگاه علوم پزشمجله

به راندمان حذف یکفر یدکلر هايکننده منعقد از استفاده

یتربر ل گرمیلیم 3000و 8 ینهو غلظت به pHدرصد در 50

و pHدرصد در 60و با استفاده از آلوم به راندمان حذف

حذف بور از يبرا یتربر ل گرمیلیم 3000و 8 ینهغلظت به

و همکاران در Kluczka].16[ یافتنددست یفاضلاب صنعت

ینهبه pHوان جاذب، در به عن یرکونیومز یداکس يکاربرد د

-یلیم 20 یهساعت با غلظت اول 24و زمان تماس 5/8برابر

درصد را گزارش کردند 5/97بور، راندمان حذف یتربر ل گرم

حجم با لجن تولید بر، هزینه اکثراً هاروش این میان از]. 20[

. باشندمی خطرناکی جانبی محصولات داراي چنینهم و بالا

بازدهی دلیل به تلفیقی فرآیندهاي از استفاده میان این در

به بودن حساس غیر و ثانویه محصولات تولید عدم بالا،

]. 8، 20دارند [ يو استفاده مجدد از پساب برتر هاآلاینده

و کاشی صنایع فاضلاب از بور حذف اهمیت به توجه با لذا

انعقاد و لخته یبیترک هايروش اینکه به توجه با و سرامیک

یشتواند موجب افزا یم یبه همراه جذب سطح يساز

شود، در یم یديراندمان حذف بور و کاهش حجم لجن تول

انعقاد و یندفرآ یرتأث یینمطالعه با هدف تع ینا یجهنت

از بور حذف در سطحی جذب با تلفیق در سازيلخته

تحت بتوان تا گرفت، انجام سرامیک و کاشی صنایع فاضلاب

را بور عنصر براي را حذف شرایط بهترین بهینه، شرایط

.آورد بدست

هاروش و مواد

در 1395 سال در که بوده آزمایشگاهی نوع از مطالعه این

یزد صدوقی شهید پزشکی علوم دانشگاه بهداشت، دانشکده

کاشی شرکت تولید خط فاضلاب از مطالعه این در. شد انجام

در pH ،EC پارامترهاي. گرفت انجام مرکب برداري نمونه

آزمایشگاه به نمونه سپس و گیرياندازه بردارينمونه محل

دماي در یخچال در هانمونه حفاظت، براي. شد داده انتقال

. یدگرد ينگهدار گرادسانتی درجه 4

) .B C-4500(شماره استاندارد ینبور به روش کارم غلظت

ساخت HACHشرکت DR6000با استفاده از اسپکتوفتومتر

براي. شد گیرينانومتر اندازه 585در طول موج یکاکشور آمر

پارامتر مدل یاز مولت یکیالکتر یتهدا و pH گیرياندازه

HQ40 ساخت شرکتHACH یدگرد استفاده یکاآمر .

کل و) TSS( معلق جامدات کل ،DR2000کدورت با

ارائه شده در ی) با روش وزن سنجTDS( محلول جامدات

گیرياندازه C-2540و D-2540استاندارد متد به شماره

Open( یبه روش هضم برگشت CODصورت گرفت. سنجش

Reflux Method 5220) بخش-B .استاندارد متد انجام شد

-هم. گردید گیرياندازه D-5220با روش یزن 5BOD پارامتر

از دستگاه جارتست سازيلخته و انعقاد آزمایشات در چنین

استفاده یکاآمر HACHساخت شرکت 402-7790مدل

کد اخلاق از دانشگاه يمطالعه دارا ینا ین]. همچن21شد [

یبه شماره ثبت یزد یصدوق یدشه یعلوم پزشک

IR.SSU.SPH.REC.1394.15 باشدمی.

عنوان ) به PAC( کلراید آلومینیوم پلی از مطالعه این در

C-270 یونیو کات A-300 یونیآن یمرهايمنعقدکننده و از پل

AquaTechبه عنوان کمک منعقدکننده ساخت شرکت

. یداستفاده گرد سازيدر مرحله انعقاد و لخته یسسوئ

درصد از هر کمک 1/0درصد از منعقدکننده و 10محلول

فعال کربن از جذب مرحله.در یدمنعقدکننده آماده گرد

Jacobi Carbons AB( سنگ زغال منشأ با تجاري یگرانول

Bredbandet 1, Varvsholmen SE-392 30 Kalmar

Sweden به عنوان جاذب استفاده شد. مشخصات کربن (

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

3 / 20





شده ارائه 1 جدول در تحقیق این در استفاده مورد فعال

.است

مطالعه نیا در استفاده مورد فعال کربن مشخصات - 1 جدول

مقدار پارامتر

Activated Carbon ییایمیش نام

pH 7-5

حداقل مترمکعب بر کیلوگرم 460 یظاھر یچگال

نامحلول یریپذ انحلال تیخاص

پایدار ییایمیش یداریپا

ذرات اندازه-یلیم ٦/٠- ٣٦/٢( ٨×٣٠ مش

)متر درصد ٥ حداکثر رطوبت یمحتوا

گرم بر گرمیلیم ١٠٠٠حداقل دی عدد درصد ١ حداکثر خاکستر کل یمحتوا درصد ٩٨ حداقل یسخت

فرآیند ابتدا در. گرفت انجام مرحله دو در تحقیق این

سپس. گرفت صورت اصلی نمونه روي بر سازيلخته و انعقاد

نمونه عنوان به سازيلخته و انعقاد فرآیند از خروجی پساب

.گردید استفاده سطحی جذب فرآیند براي ورودي

ابتدا جهت سازي؛لخته و انعقاد آزمایشات - اول مرحله

یک( فاضلاب مساوي مقادیر از هایینمونه ینه،به pH یینتع

هیدروکسید از استفاده با سپس ریخته، بشر درون) یتريل

5 محدوده در هاآن pH نرمال، یک کلریدریک اسید و سدیم

آلومینیوم پلی از ثابتی غلظت سپس .گردید تنظیم 11 تا

از بعد و افزوده نمونه به )لیتر بر گرممیلی 200 (کلراید

در نظر هانمونه براي نشینی ته زمان دقیقه 30 اختلاط،

و بور غلظت گیريبا اندازه ینهبه pH یتگرفته شد و در نها

در. شد تعیین نمونه هر براي بور حذف راندمان محاسبه

، 200، 150( کلراید آلومینیوم پلی مختلف هايغلظت ادامه

هايغلظت و )لیتر بر گرممیلی 450، 400، 350، 300، 250

) یتربر ل گرممیلی 5/2، 2، 5/1، 1، 5/0( پلیمرهامختلف

و انعقاد آزمایشات مراحل تمام در. گرفت قرار بررسی مورد

در دور 100 سرعت روي بر جارتست دستگاه سازيلخته

10 سرعت و تند اختلاط براي ثانیه 60 زمان مدت به دقیقه

یمتنظ کند اختلاط براي دقیقه 20 مدت به دقیقه در دور

]. 22بود [

منظور به ابتدا در سطحی؛ جذب آزمایشات - دوم مرحله

مقطر آب با گرانولی فعال کربن جاذب، ستون سازي آماده

110 دماي در ساعت 24 مدت به و گرفت قرار شستشو مورد

ثابت وزن به و گرفته آن رطوبت تا خشک گرادسانتی درجه

40 ارتفاع با اتیلن،پلی جنس از ستونی تحقیق این در .برسد

پایین جریان با رآکتور عنوان به متر،سانتی 6 قطر و مترسانتی

خارج از جلوگیري منظور به. گرفت قرار استفاده مورد رونده

و بالا قسمت در ستون، بستر از فعال کربن هايلگرانو شدن

سانتی یک قطر به پلاستیکی مشبک صفحه از بستر پایین

نظر مورد ستون. شد استفاده ستون دارندة نگه عنوان به متر

منظور به و شد پر فعال کربن از مترسانتی 30 ارتفاع تا

يآلاینده غلظت گیرياندازه در احتمالی خطاهاي کاهش

دقیقه 30 مدت به ابتدا کربن، غبار وجود دلیل به نظر، مورد

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

4 / 20





ستون شماتیک]. 23[ شد پمپاژ ستون داخل به مقطر آب

.است شده داده نشان 1 شکل در مطالعه مورد جاذب

به وابسته جذب آزمایش دو قالب در بور جذب آزمایشات

pH مراحل از بهینه شرایط با نمونه. شد و زمان تماس انجام

یرو تأث یدبه ستون جاذب وارد گرد سازيلخته و انعقاد

pHبررسی مورد جاذب ستون رفتار بر 7 تا 2 مختلف هاي

نشان 1در شکل یش. فلوچارت مراحل انجام آزماگرفت قرار

داده شده است.

جذب – يانعقاد و لخته ساز یشفلوچارت مراحل انجام آزما -1 شکل

و Langmuir ، Freundlich هايایزوترم مطالعه این در

Dubinin-Radushkevich بور سطحی جذب با ارتباط در

.شدند بررسی

شده یان) ب1در معادله ( Langmuir یزوترما یاضیر رابطه

].24است[

q� =��

�� )1(

:رابطه این در که

eC یتر،بر ل گرممیلی حسب بر هایون تعادلی غلظت eq مقدار

حداکثر mqبر گرم، گرمیلیجذب شده بر حسب م یونهاي

ثابت bبر گرم، گرممیلی حسب بر هایونجذب یتظرف

گرممیلی بر گرمیلیبر حسب م Langmuirجذب یتعادل

منحنی رسم درآید خطی فرم به Langmuirاست. اگر معادله

فرمتر خواهد بود. بدست آوردن پارامترهاي جذب، آسان و

.است شده بیان) 2( معادله در خطی

��

��=

�

��+

��

�� )2(

�� یرسم منحن با

��بدست راست خط یک �Cدر مقابل

�آن برابر با یبخواهد آمد که ش

��و عرض از مبدأ برابر با

�

��توان یم Langmuir يخواهد بود. به کمک همدما

ته نشینی لخته سازي انعقاد pHتنظیم

افزودن پلیمر PACمنعقدکننده آهک

فاضلاب

ورودي

جذب

پساب خروجی

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

5 / 20





یامطلوب یستمیس ی،جذب یستمس یکمشخص کرد که

ثابت یلهبه وس سیستم یتخصوص ینمطلوب است. ا یرغ

)LR. (گردید مشخص) LR( یبه نام پارامتر تعادل يبدون بعد

.گردید تعیین) 3( رابطه با

R� =�

�� )3(

در یتر،گرم بر لیلیفلز بر حسب م یهغلظت اول �C که

صفر و ینب LRباشد مدل ناکارآمد، اگر LR=0که یصورت

باشد مدل نامطلوب است LR=1 باشد مدل مطلوب، اگر یک

]25.[

در معادله Freundlich یزوترما یو شکل خط یاصل رابطه

شده است. یان) ب5) و (4(

�� = ��/� )4(

�� = �� +�

�� )5(

در محلول ماندهباقی يآلاینده غلظت ��معادله ینا در

بعد از کامل شدن عمل جذب (در زمان تعادل) برحسب

وزن واحد در شده جذب يماده مقدار eq یتر،گرم بر لمیلی

nو fKبر گرم، ضرایب گرممیلی حسب بر کننده جذب

شدت و ظرفیت یزانم ه ترتیببکه Freundlich هايثابت

�� یمنحن ین]. بنابرا10[ باشندیم جذب در برابر ��

�� آن معادل یبخط راست خواهد بود که ش یک ��

�و

��عرض از مبدأ آن معادل Freundlich رابطه. باشدیم ��

.دهدنمی جذب ظرفیت ماکزیمم مورد در اطلاعی هیچ

تمامی ،Freundlichو Langmuir يهایزوترمبا استفاده از ا

ي. برایدآیدست نم هب یاطلاعات مربوط به نوع جذب سطح

-Dubinin یزوترمنوع جذب، از ا یافتن

Radushkevichدر ایزوترم این خطی شکلشود. یاستفاده م

.است شده بیان) 6( معادله

�� = �� + �� )6(

mq جذب، یتحداکثر ظرفβ ثابت-Dubinin

Radushkevich آزاد متوسط جذب بر انرژي به مربوط

پتانسیل جذب پولانی بر حسب εو kj2mol-2حسب

2/mol2KJ براي لازم انرژي مقدار از است عبارت که باشدیم

که ،مولکول جذب شده از سطح جذب کننده یکجدا کردن

.]26[آیدی) بدست م7طبق معادله (

� = �.�.�� 1 +�

�� )7(

R 1ثابت گازها بر حسب-K1-J mol که برابر است با

314/8 ،T دما برحسب کلوین وeC در بورغلظت تعادلی

�lnqاست. با رسم نمودار یتربر ل گرمیلیمحلول بر حسب م

یبر اساس شب. آیدمی دست هب βو mq یرمقاد ��در برابر

یینقابل تع β یبها ضرداده یخط یونگرسرخط حاصل از

ه) ب8با استفاده از رابطه ( aE جذب متوسط آزاد انرژياست.

.]24[ آیدمی دست

�� =�

√�� )8(

aE هاي فلزي از مول از یون یکانرژي آزاد براي انتقال

توده محلول به سطح جاذب است.

و اول درجه شبه سینتیک هايمدل از مطالعه این در

مدل .شد استفاده حاصل هايداده توصیف براي دوم درجه

محاسبه قابل) 9( معادله صورت به اول درجه سینتیک خطی

:است

��(�� − ��) = �� −��

�.�� )9(

1K ،ثابت سرعت جذبeq وtq بر شده جذب یون مقدار

می گرم بر گرمیلیبر حسب م tتعادل و زمان در جاذب وزن

جذب معادله درجه اول هستند. با هايثابت 1Kو t. باشد

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

6 / 20





��)��رسم نمودار − را از 1K توانیم tنسبت به (��

.آورد دست به نموداررا از عرض از مبدأ ��و یبش یقطر

شبه درجه دوم به صورت ینتیکمدل س یفرم خط

) قابل محاسبه است: 10معادله (

�

��=

�

�� +

��

�� )10(

1با رسم نمودار که��

یقرا از طر 2k توانیم tنسبت به �

].27نمودار به دست آورد [ یبرا از ش ��عرض از مبدأ و

. یدرسم گرد Excel 2013نمودارها با یقتحق ینا در

با استفاده از 23نسخه SPSSها با داده یلو تحل یهتجز

Pearson Correlation( پیرسون همبستگی ضریب

Coefficient (شد. انجام 05/0 يداریسطح معن با

نتایج

.است شده ارائه 2 جدول در کاشی فاضلاب خصوصیات

تحقیق این در استفاده مورد کاشی صنعت فاضلاب خصوصیات - 2 جدول

مقادیر واحد پارامترpH - ٩/٦

)EC( الکتریکی ھدایت بر میکروزیمنس

متر سانتی٢٧٠٠

١٠٩٦ لیتر بر گرممیلی )TDS( محلول جامدات کل

١٤٣٠٠ لیتر بر گرممیلی )TSS( معلق جامدات کل ٩٥٠٠ NTU کدورت

٣٥ لیتر بر گرممیلی بور

٢/١٥١ لیتر بر گرممیلی )COD( شیمیایی نیاز مورد اکسیژن

٨/١٠٠ لیتر بر گرممیلی )BOD( شیمیایی نیاز مورد اکسیژن

در حذف بور در غلظت pHمختلف یرمقاد یرتأث نتایج

نمودار در) لیتر بر گرمیلیم 200( یدکلرا ینیومآلوم یثابت پل

با گرددمی مشاهده که طورهمان. است شده داده نشان 1

تا یشافزا ینو ا یابدیم یشراندمان حذف افزا pH یشافزا

pH بالاتر یرادامه دارد و مقاد 8برابرpH راندمان حذف قابل

ترینمناسب حاصل، نتایج طبق. است نداشته ايملاحظه

ماندهیدرصد و باق 85/22با راندمان 8برابر pHحذف در

یهمبستگ یب. آزمون ضرآمد دست هب لیتر بر گرممیلی 27

و راندمان حذف بور pH یرمتغ یننشان داد که ب یرسونپ

). r،002/0 =p= 93/0( دارد وجود داریمعن یهمبستگ

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

7 / 20





)لیتر بر گرمیلیم 200= یدکلرا ینیومآلوم یدر حذف بور از فاضلاب (غلظت پل pH یرتأث - 1 نمودار

در کلراید آلومینیوم پلی مختلف هايغلظت تأثیر نتایج

که طورهمان. است شده گزارش 2 نمودار در بور حذف

بر گرممیلی 400 غلظت در حذف حداکثر گرددمی مشاهده

-میلی 5/22 باقیمانده غلظت و درصد 7/35 راندمان با لیتر

منعقدکننده، غلظت افزایش با. آمد دست هب لیتر بر گرم

و در یتربر ل گرممیلی 400 غلظت تا یافت افزایش بور حذف

راندمان حذف یتر،بر ل گرممیلی 400 از بالاتر هايغلظت

پیرسون همبستگی ضریب آزمونماند. یباق ییربدون تغ

و کلراید آلومینیومپلی غلظت متغیر بین که داد نشان

دارد وجود دارمعنی همبستگی بور حذف راندمان

)97/0 =r،000/0 =p.(

)pH= 8( فاضلاب از بور حذف در کلراید آلومینیوم پلی مختلف هايغلظت تأثیر - 2 نمودار

کاتیونی و آنیونی پلیمرهاي از مختلفی انواع بعد مرحله در

مناسب سازلخته آوردن بدست جهت جارتست آزمایش در

استفاده شد. سازيلخته فرآیند براي

حذف درA-300 یونیآن یمرمختلف پل هايغلظت تأثیر

نتیجه طبق. است شده داده نشان الف 3 نمودار در بور

یتربر ل گرمیلیم 5/1 غلظت در بور حذف حداکثر حاصل،

24

26

28

30

32

34

36

38

40

0

5

10

15

20

25

30

3 5 7 9 11 13

یاق

ت بظ

غل

ه د

مان )

ییل

م

ر م ب

گر

ترلی

(

ف ذ

حن

ماد

ران(%

)

pH

(%)راندمان حذف )میلی گرم بر لیتر(غلظت باقی مانده

10

15

20

25

30

35

10

15

20

25

30

35

40

0 100 200 300 400 500

یاق

ت بظ

غل

ه د

مان )

ییل

م

ترلی

ر م ب

گر(

ف ذ

حن

ماد

ران(%

)

)گرم بر لیتر میلی( پلی آلومینیوم کلرایدغلظت

(%)راندمان حذف )گرم بر لیتر میلی(مانده غلظت باقی

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

8 / 20





بر گرممیلی 16 ماندهباقی غلظت و درصد 2/54 راندمان با

حذف راندمان پلیمر، غلظت افزایش با. آمد دست هب لیتر

پیرسون همبستگی ضریب آزمون. ماند باقی تغییر بدون

حذف راندمان و آنیونی پلیمر غلظت متغیر بین که داد نشان

).r، 005/0 =p= 87/0( دارد وجود دارمعنی همبستگی بور

بر حذف راC-270 یونیکات یمرمختلف پل هايغلظت تأثیر

حاصل، یجهب نشان داده شده است. طبق نت 3بور در نمودار

راندمان با لیتر بر گرمیلیم 5/2 غلظت در بور حذف حداکثر

هب لیتر بر گرممیلی 16 ماندهباقی غلظت و درصد 2/54

که داد نشان پیرسون همبستگی ضریب آزمون. آمد دست

بور حذف راندمان و کاتیونی پلیمر غلظت متغیر بین

). r، 005/0 =p= 97/0( دارد وجود دارمعنی همبستگی

400= کلراید آلومینیوم پلی غلظت ،pH= 8( فاضلاب از بور حذف در(ب) کاتیونی پلیمر و(الف) آنیونی پلیمر مختلف هايغلظت تأثیر - 3 نمودار

)لیتر بر گرممیلی

10

12

14

16

18

20

22

10

20

30

40

50

60

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00

ه د

مانی

اقت ب

ظغل

)لی

ر م ب

گری

یلم

)تر

ف ذ

حن

ماد

ران(%

)

)گرم بر لیتر میلی( غلظت پلیمر آنیونی


)الف(

10

12

14

16

18

20

22

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

ه د

مانی

اقت ب

ظغل

)یت

ر لم ب

گری

یلم

)ر

ف ذ

حن

ماد

ران(%

)

)گرم بر لیتر میلی( غلظت پلیمر کاتیونی


)ب(

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

9 / 20





مشخص سازيلخته و انعقاد مرحله نتایج از که طورهمان

با ترکیب در کلراید آلومینیوم پلی بهینه غلظت گردد،می

پلیمر با مقایسه در ترکم بهینه غلظت با آنیونی پلیمر

نتیجه در .یافت دست مساوي حذف راندمان به کاتیونی

5/1 و کلراید آلومینیوم پلی لیتر بر گرممیلی 400 ترکیب

شرایط عنوان به 8برابر pH در آنیونی پلیمر لیتر بر گرممیلی

ادامه در سازيلخته و انعقاد مرحله از آمده دست هب بهینه

.گرفت قرار استفاده مورد کار

4جذب بور توسط کربن فعال در نمودار ییبر کارا pH اثر

pH، حداکثر حذف بور در 4ارائه شده است. بر طبق نمودار

-میلی 10 ماندهیدرصد و غلظت باق 5/37با راندمان 5برابر

راندمان حذف بور pH یشآمد. با افزا دست هب لیتر بر گرم

5تا 2از pH یش. با افزایافت یشتوسط کربن فعال افزا

. یافت یشدرصد افزا 5/37درصد به 5/12از جذب بور

یرمتغ یننشان داد که ب یرسونپ یهمبستگ یبضر آزمون

pH یهمبستگ یجذب سطح یندو راندمان حذف بور در فرآ

).r،114/0 =p= 69/0( نگردید مشاهده داريیمعن

)دقیقه 5= تماس زمان و گرادیدرجه سانت 23 ییدما یط(تحت شرا یجذب بور توسط کربن فعال گرانول ییبر کارا pHاثر - 4 نمودار

بور جذب میزان بر تماس زمان تأثیر از حاصل نتایج

. است شده ارائه 5 نمودار در گرانولی فعال کربن توسط

تماس، زمان افزایش با گردد،می مشاهده که طورهمان

طی در جذب درصد 50 و یافت افزایش بور حذف راندمان

اتفاق افتاده یتربر ل گرممیلی 8 ماندهباقی غلظت با دقیقه 15

. است یافته کاهش جذب سرعت تماس، زمان افزایش با و

زمان بین که داد نشان پیرسون همبستگی ضریب آزمون

سطحی جذب فرآیند در بور حذف راندمان و تماس

).r، 172/0 =p= 82/0( نشد مشاهده داريمعنی همبستگی

6

8

10

12

14

16

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 ی

اقت ب

ظغل

ه

دمان

)ی

یلم

تر

لیر

م بگر

(

ف ذ

حن

ماد

ران(%

)

pH


[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

10 / 20





)5برابر ینهبه pHو گرادسانتی درجه 23 دمایی شرایط(تحت گرانولی فعال کربن توسط بور جذب ییکارآ بر مختلف هاياثر زمان تماس - 5 نمودار

Scanning( روبشی الکترونی میکروسکوپی تصاویر

Electron Microscope: SEM (نماییبزرگ با فعال کربن

نشان داده شده است. 2از سطح جاذب در شکل 10000

(ب) دقیقه 15 بهینه تماس زمان در سطحی جذب از بعد و(الف) استفاده از قبل تجاري گرانولی فعال کربنSEM یرتصاو -2 شکل

، Langmuirجذب هايایزوترم از حاصل نتایج

Freundlich و Dubinin-Radushkevich بور در يدر برا

ي(الف، ب و د) نشان داده شده است. پارامترها 6 نمودار

نشان داده شده 3محاسبه شده در جدول هايایزوترم ثابت

یزوترما يجذب بور با استفاده از کربن فعال برا یباست. ضر

6

7

8

9

10

11

30

35

40

45

50

55

0 5 10 15 20 25

یاق

ت بظ

غل

ه د

مان)

ییل

م

ترلی

ر م ب

گر(

ف ذ

حن

ماد

ران(%

)

)دقیقه(زمان تماس

(%)راندمان حذف

)گرم بر لیتر میلی(مانده غلظت باقی

(ب) (الف)

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

11 / 20





Langmuir )97/0= 2R ، (Freundlich )99/0= 2R و (Radushkevich-Dubinin )98/0= 2Rشد. یین) تع

جذب بور ي(د) برا Dubinin-Radushkevich(ب)، Freundlich (الف)، Langmuir یزوترما - 6 نمودار

R² = 0.9772

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

7 8 9 10 11

Ce/

qe

(g/L

)

Ce (mg/L)

)الف(

R² = 0.9959

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0.88 0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 1 1.02

log

(qe)

log (Ce)

)ب(

R² = 0.9855

1

1.1

1.2

1.3

1.4

40000 50000 60000 70000 80000 90000

ln (

qe)

ɛ2

)د(

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

12 / 20





جذب بور يبرا Dubinin-Radushkevichو Langmuir ، Freundlich یزوترممحاسبه شده ا ثابت پارامترهاي - 3 جدول

Freundlich ایزوترم Langmuir ایزوترم-Dubinin ایزوترم

Radushkevich

R2 b qm R2 Kf n R2 � qm ٩٧/٠ ٢٩/٥ ٢٧/٠ ٩٩/٠ ٧/٥٣ ٧/٠ ٩٨/٠ ٢/٤٥ ١٠-٥×١

شبه و(الف) اول درجه شبه جذب هايسینتیک، 7 نمودار

فعال کربن روي بر را بور جذب به مربوط (ب) دوم درجه

هايسینتیک بر مؤثر پارامترهاي و دهدمی نشان را گرانولی

ارائه هايداده طبق بر. است شده ارائه 4 جدول در نیز جذب

همبستگی فعال کربن روي بر بور جذب 4 جدول در شده

. دهدمی نشان را اول درجه شبه سینتیک با زیادي

جذب بور يشبه درجه اول (الف) و شبه درجه دوم (ب) برا سینتیک هايمدل - 7 نمودار

R² = 0.9747

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0 5 10 15 20 25

log

(qe-

qt)

)دقیقه(زمان

)الف(

R² = 0.6914

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 5 10 15 20 25

1/q

t

)دقیقه(زمان

)ب(

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

13 / 20





بور جذب براي سینتیک هايمحاسبه شده مدل ثابت پارامترهاي -4 جدول

اول درجھ شبھ دوم درجھ شبھ R2 K1 qe R2 K2 qe ٩٧/٠ ٠٨/٠ ٣١/١ ٦٩/٠ ٠٠٠٠٤/٠ ٢٥٠

بحث

مرحله انعقاد با یرامونحاضر پ یقحاصل از تحق نتایج

نشان دهنده یدکلرا ینیومآلوم یاستفاده از منعقدکننده پل

گرمیلیم 400و 8برابر ینهو غلظت به pHآن است که در

یکی pHمقدار بوده است. ینتر یینغلظت بور در پا یتربر ل

یرابه بور است. ز یدسترس یتگذار بر قابل یرتأث ياز فاکتورها

یکو تحر یتدارد و سم یربور تأث يبر گونه بند یژگیو ینا

گونه باردار ،pH یشآن دارد. با افزا هايبه شکل یبور بستگ

�B(OH)بورات یعنی یمنف pHکه در یدارد. در حال غلبه �

].28[ شودیغالب م یونیزه یرغ یکبور یداس یینپا

Sari وChellam درصد بور در 49به راندمان حذفpH

با استفاده از یتربر ل گرمیلیم 1100و غلظت 8 ینهبه

ینهغلظت به یزان]. م29منعقدکننده آلوم اشاره کردند [

Chellamو Sariدر مطالعه آلوم از استفاده بابدست آمده

آن یلتواند دلیکه م باشدمی تربیشنسبت به مطالعه حاضر

گرممیلی 120( بور اولیه غلظت و مصرفی منعقدکننده نوعرا

و Güven کرد. یانمورد مطالعه ب فاضلاب ) دریتربر ل

5/8 ینهبه pHبور را در يدرصد 55همکاران راندمان حذف

در روش ینیومیآلوم يبا استفاده از الکترودها

یگرد ايمطالعه در]. 30نشان دادند [ یونالکتروگوالاس

Karakaş اثرات یو همکاران به بررسpH در حذف بور با

ینهبه pHپرداختند که به یدکلرا ینیومآلوم یاستفاده از پل

ش پژوه ینا هايیافته با که]. 31[ یافتنددست 6-5/8 ینب

مطابقت دارد.

منعقد کمک عنوان به پلیمرها کاربرد از حاصل نتایج

گرممیلی 5/1 غلظت در آنیونی پلیمر با که داد نشان کننده،

لیتر بر گرممیلی 5/2 غلظت در کاتیونی پلیمر و لیتر بر

که در آمد دست هب درصد 2/54 یکسان حذف راندمان

به عنوان کمک منعقدکننده بهتر با یونیآن یمرپل یجهنت

یزو همکاران ن chong. در مطالعه یدانتخاب گرد ترغلظت کم

هدرصد) ب 80(یکسانراندمان حذف یونیو کات یونیآن یمرپل

کمک عنوان به ترکم غلظت با آنیونی پلیمر که آمد دست

ینحاصل از ا یجبا نتا که شد انتخاب بهتر منعقدکننده

].6مطالعه مطابقت دارد [

راندمان حذف بور pH یشبا افزا یجذب سطح یندفرآ در

یرادامه داشته و در مقاد 5برابر pHتا یشافزا ینو ا یشافزا

5 یجهراندمان حذف بور کاهش داشته است. در نت pHبالاتر

=pH به عنوانpH یدانتخاب گرد ینهبه . Darwish و

احتمال به کمپلکس تشکیل که کردند پیشنهاد همکاران

افتاده اتفاق بورات جاي به بوریک اسید واکنش طریق از زیاد

pH یشکه غلظت کمپلکس با افزا یافتنددر هاآن. است

افزایش با سپس رسدیو به حداکثر خود م یافته یشافزا

].32[ شودیجذب م یتمنجر به کاهش ظرف pH تربیش

اما یافت،می افزایش جذب میزان تماس زمان افزایش با

این نتیجه در یافت کاهش جذب سرعت دقیقه 15 از بعد

. شد گرفته نظر در بهینه تماس زمان عنوان به تماس زمان

هاياندازه با فعال کربن سطح در موجود هايفرج و خلل

شده گرفته تصاویر اساس بر یکنواخت تقریباً توزیع و مختلف

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

14 / 20





یتنشان دهنده سا SEM روبشی الکترونی میکروسکوپ با

تماس زمان افزایش با .بود جاذب سطح در فراوان تبادلی هاي

ینو ا یافته یشافزا بور حذف درصد دقیقه 20 تا 5 از

علت که داشت را سرعت ترینیشاول ب یقهدق 15در یشافزا

با که است فعال کربن سطح در خالی هايمکان وجود آن

به کربن جذب ظرفیت و پرشده هامکان این زمان گذشت

حالت از بعد. رسدمی تعادل حال به اصطلاحاً و ثابت مقدار

می را آن علت که کرده پیدا افت کمی جذب مقدار تعادل

35 از بور غلظت بهینه، شرایط در. نمود عنوان واجذب توان

. یافتکاهش یتربر ل گرممیلی 8 به

جذب که گرددمی مشاهده جذب هايایزوترم بررسی در

يتناسب بهتر یجنتا یول کندمی پیروي مدل سه هر از بور

معادلات در که مهمی پارامترهاي داشت. از Freundlichبا

بایستی جذب نبودن یا بودن مناسب بینی پیش براي جذب

.باشدیم n یب) و ضرLR( بعد بدون ضریب گردد، تعیین

جذب بور بر LR یزانم یر،جذب لانگمو ایزوتروم بررسی در

در LR کهینمحاسبه شد و با توجه به ا 017/0جاذب يرو

است که ینقرار دارد نشان دهنده ا 1محدوده صفر تا

در معادله n/1. باشدیمناسب و مطلوب م یجذب یستمس

Freundlich یزوترمو نوع ا ینشان دهنده شدت جذب سطح

د)، (ناکارآم برگشت ناپذیر جذب دباش n/1 =0اگر که است

1<1/n < 0 1<1و اگر مطلوب/n جذب نامطلوب است

است که نشان - 27/1برابر یقتحق یندر ا n/1 یزان]. م33[

در حذف بور ناکارآمد یجذب یستماست که س ینا دهنده

. باشدیم

Lyu اصلاح شده با يها ینو همکاران با استفاده از رز

جذب حداکثرو 06/9 ینهبه pH به (CL) یروکاتکولپ

اصلاح شده با يها ینبر گرم و با رز مولمیلی 7886/0

جذب حداکثرو 7/6 ینهبه pHبه (NCL) یتروپیروکاتکولن

نتایج چنینهم. یافتند دست گرم بر مولمیلی 7931/0

در و بور کم غلظت در فروندلیچ ایزوترم مدل که داد نشان

].28[ دارد تريبیش تطابق لانگمویر ایزوترم بور بالاي غلظت

می همDubinin-Radushkevich مدل تعادلی هايداده

انرژي .رود کار به جذب پدیده طبیعت تعیین براي تواند

مقدار .دهدمی جذب مکانیسم نوع مورد در اطلاعاتی جذب

E� جاذب در جذب بور يبراkj/mol 2/0 به دست آمد. با در

باشد 8از تر کم جذب انرژي مقدار اگر کهیننظر گرفتن ا

و ناشی از نیروهاي ضعیف واندروالس و یکیجذب از نوع فیز

باشد جذب یون فلزي توسط جاذب 16تا 8 هاگر در محدود

20- 40 ینو اگر ب گیردیبا مکانیسم تبادل یون صورت م

یسممکان ینبنابرا .]34جذب از نوع شیمیایی است [ باشد،

. باشدیم یزیکیغالب جذب بور از نوع ف

بر مؤثر عوامل مورد در اطلاعاتی به رسیدن منظور به

بسیار مدل دو .است ضروري سینتیک ارزیابی واکنش، سرعت

مدل روندمی کار به جذب یندفرآ براي منابع در که مهم

جذب وقتی .است دوم درجه شبه و اول درجه شبه سینیتیک

سینتیک افتدمی اتفاق لایه یک داخل از نفوذ توسط سطحی

کندکننده مرحله شیمیایی جذب اگر و اول درجه نوع از

کند کنترل را سطحی جذب فرایند و باشد واکنش سرعت

اساس بر اول سینتیک درجه .است دو درجه نوع از سینتیک

فاز جذب مبناي بر دو درجه سینتیک و جامد فاز ظرفیت

.]35[ است جامد

) 4(جدول هاسینتیک بین همبستگی ضرایب مقایسه با

ینتیکجذب از س تبعیت میزان که گرفت نتیجه توانمی

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

15 / 20





که گرفت نتیجه توانمی بنابراین. است تربیش اول درجه

افتاده اتفاق لایه یک داخل به نفوذ توسط جذب اعظم قسمت

و Xu .است فیزیکی جذب صورت به جذب یعنی است

حذف بور با استفاده از يخود بر رو یقهمکاران در تحق

ینتیکمدل س یتبه عنوان جاذب، به تبع یدجد یلیکايس

حاضر مطالعه نتیجه با که]. 36شبه درجه دوم اشاره نمود [

یتتفاوت در ماه دلیل هب تواند می این و ندارد همخوانی

جذب فرآیند در همکاران وKluczka جاذب ها باشد.

و اصلاح شده با يتجار هايفعال کربن از استفاده با سطحی

چنین. همیافتنددست 5/8 ینهبه pHبه یلیتولو زا یتولمان

دوم درجه سینتیک از بور جذب راندمان که دادند نشان

].37[ کندمی تبعیت

گیرينتیجه

یپژوهش نشان داد که پل ینآمده از ا دست هب نتایج

میلی 400و 8برابر ینهو غلظت به pHدر یدکلرا ینیومآلوم

یبکه در ترک بود بور صددر 7/35 حذف به قادر لیتر بر گرم

2/54راندمان حذف به یونیآن یمرپل یتربر ل گرمیلیم 5/1با

جذب یندفرآ یشات،. در ادامه آزمایافت یشدرصد افزا

یقهدق 15و زمان تماس 5برابر ینهبه pHدر یسطح

و Freundlich یزوترماز ا یتدرصد با تبع 50راندمان حذف

کلی طوري بهآمد. دست هشبه درجه اول ب ینتیکمدل س

با سازيلخته و انعقاد فرآیند دو تلفیق از پژوهش این در

لیتر بر گرممیلی 8 به 35 اولیه غلظت از بور سطحی، جذب

. یافت کاهش )درصد 14/77 حذف(راندمان

قدردانی و تشکر

و محمودآبادي زارعی طاهره نامهپایان از گرفته بر مقاله این

یزد صدوقی شهید پزشکی علوم اهدانشگ اخلاق کمیته مصوب

شهید پزشکی علوم دانشگاه مالی حمایت از وسیله ینا هب. باشدمی

دانشگاه این بهداشت دانشکده آزمایشگاه همکاري و یزد صدوقی

. شودمی گزاريسپاس

References

[1] Bodzek M, Treatment W. The removal of boron from

the aquatic environment–state of the art. Desalin

Water Treat 2016; 57(3): 1107-31.

[2] Duran H, Yavuz E, Sismanoglu T, Senkal BF.

Functionalization of gum arabic including

glycoprotein and polysaccharides for the removal of

boron. J Carbohydr Polym 2019; 225: 115-39.

[3] Demey H, Barron-Zambrano J, Mhadhbi T, Miloudi H,

Yang Z, Ruiz M, et al. Boron removal from aqueous

solutions by using a novel alginate-based sorbent:

Comparison with Al2O3 particles. J Polym 2019;

11(9): 1509.

[4] Tamirisakandala S, Bhat RB, Tiley JS, Miracle DB.

Processing, microstructure, and properties of β

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

16 / 20





titanium alloys modified with boron. J Mater Eng

Perform 2005; 14(6): 741-46.

[5] Kurama S, Kara A, Kurama H. Investigation of borax

waste behaviour in tile production. J Eur Ceram Soc

2007; 27(2-3): 1715-20.

[6] Chong MF, Lee KP, Chieng HJ, Ramli I. Removal of

boron from ceramic industry wastewater by

adsorption–flocculation mechanism using palm oil

mill boiler (POMB) bottom ash and polymer. Water

Res 2009; 43(13): 3326-34.

[7] Ke S, Wang Y, Pan Z, Ning C, Zheng S. Recycling of

polished tile waste as a main raw material in porcelain

tiles. J Clean Prod 2016; 115: 238-44.

[8] Guan Z, Lv J, Bai P, Guo X. Boron removal from

aqueous solutions by adsorption—A review. J

Desalin 2016; 383: 29-37.

[9] Nasef MM, Nallappan M, Ujang Z. Polymer-based

chelating adsorbents for the selective removal of

boron from water and wastewater: A review. React

Funct Polym 2014; 85: 54-68.

[10] Kurkumin TT, Halim A, Roslan N, Yaacub N, Latif M.

Boron removal from aqueous solution using

curcumin-impregnated activated carbon. Sains

Malaysiana 2013; 42(9): 1293-300.

[11] Chen M, Dollar O, Shafer-Peltier K, Randtke S,

Waseem S, Peltier E. Boron removal by

electrocoagulation: Removal mechanism, adsorption

models and factors influencing removal. J Water Res

2020; 170: 1153-62.

[12] Kluczka J, Gnus M, Dudek G, Turczyn R. Removal of

boron from aqueous solution by composite chitosan

beads. Sep Sci Technol 2017; 52(9): 1559-71.

[13] Liu L, Xie X, Qi S, Li R, Zhang X, Song X, et al. Thin

film nanocomposite reverse osmosis membrane

incorporated with UiO-66 nanoparticles for enhanced

boron removal. J Membr Sci 2019; 580:101-9.

[14] Widhiastuti F, Lin J-Y, Shih Y-J, Huang Y-H.

Electrocoagulation of boron by electrochemically co-

precipitated spinel ferrites. J Chem Eng 2018; 350:

893-901.

[15] Bunani S, Arda M, Kabay N, Yoshizuka K, Nishihama

S. Effect of process conditions on recovery of lithium

and boron from water using bipolar membrane

electrodialysis (BMED). J Desalin 2017; 416: 10-5.

[16] Chorghe D, Sari MA, Chellam S. Boron removal from

hydraulic fracturing wastewater by aluminum and

iron coagulation: mechanisms and limitations. J

Water Res 2017; 126: 481-7.

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

17 / 20





[17] Wang Z, Wu Z, Zhang Y, Meng J. Hyperbranched-

polyol-tethered poly (amic acid) electrospun

nanofiber membrane with ultrahigh adsorption

capacity for boron removal. Appl Surf Sci 2017; 402:

21-30.

[18] Ozyurt B, Camcioglu S, Firtin M, Ates C, Hapoglu H,

Treatment W. Boron removal from industrial

wastewaters by means of optimized sequential

chemical precipitation and coagulation processes. J

Desalin Water Treat 2019; 172: 292-300.

[19] da Silva Ribeiro T, Grossi CD, Merma AG, dos Santos

BF, Torem ML. Removal of boron from mining

wastewaters by electrocoagulation method: modelling

experimental data using artificial neural networks. J

Miner Eng 2019; 131: 8-13.

[20] Kluczka J. Boron Removal from Aqueous Solutions

using an Amorphous Zirconium Dioxide. Int J

Environ Res 2015; 9(2): 711-20.

[21] Baird RB, Eaton AD, Rice EW, Bridgewater L.

Standard methods for the examination of water and

wastewater: American Public Health Association

Washington, DC; 2017.

[22] Zarei-Mahmudabadi T, Ebrahimi AA, Eslami H,

Mokhtari M, Salmani MH, Ghaneian MT, et al.

Optimization and economic evaluation of modified

coagulation–flocculation process for enhanced

treatment of ceramic-tile industry wastewater. AMB

Express 2018; 8(1): 1-12.

[23] Kiani H, Shamohamodi S, Hadi M. investigate curves

Failure to column for the removal of manganese from

water environmental Using sand. J Environ Stud

2012; 1: 21-30.

[24] Eslami H, Khosravi R, Miri MR, Gholami A,

Ghahramani E, Khosravi A. Facile preparation of

porous activated carbon under ultrasonic assistance

for the Methylene blue removal from aqueous

environment: Characterization, isothermal, kinetic

and thermodynamic studies. Mater Res Express 2020;

7(1): 015620.

[25] Esmaeili A, Eslami H. Adsorption of Pb (II) and Zn

(II) ions from aqueous solutions by Red Earth.

Methods X 2020; 7: 100804.

[26] Kareem SH, Ali IH, Jalhoom MQ. Kinetic and

thermodynamic study of triton X-100 removal from

aqueous solution of functionalized mesoporous silica.

Int J Sci Basic Appl Res 2015; 21: 293-308.

[27] Farooq U, Kozinski JA, Khan MA, Athar M.

Biosorption of heavy metal ions using wheat based

biosorbents–a review of the recent literature.

Bioresour Technol 2010; 101(14): 5043-53.

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

18 / 20





[28] Lyu J, Zeng Z, Zhang N, Liu H, Bai P, Guo X.

Pyrocatechol-modified resins for boron recovery from

water: Synthesis, adsorption and isotopic separation

studies. J React Funct Polym 2017; 112: 1-8.

[29] Sari MA, Chellam S. Mechanisms of boron removal

from hydraulic fracturing wastewater by aluminum

electrocoagulation. J Colloid Interface Sci 2015; 458:

103-11.

[30] Güven ED, Güler E, Akıncı G, Bölükbaş A.

Influencing factors in the removal of high

concentrations of boron by electrocoagulation. J

Hazard, Toxic, Radioact Waste 2018; 22(2):

04017031.

[31] Karakaş ZK, Yilmaz MT, Boncukçuoğlu R, Karakaş

İH. The effect of the pH of the solution in the boron

removal using polyaluminium chloride (PAC)

coagulant with chemical coagulation method. J Selcuk

Univers Natural Applied Sci 2013; 2(2): 339-46.

[32] Darwish NB, Kochkodan V, Hilal N. Boron removal

from water with fractionized Amberlite IRA743 resin.

Desalin 2015; 370: 1-6.

[33] Karahan S, Yurdakoç M, Seki Y, Yurdakoç K.

Removal of boron from aqueous solution by clays and

modified clays. J Colloid Interface Sci 2006; 293(1):

36-42.

[34] Salman M, Athar M, Farooq U. Biosorption of heavy

metals from aqueous solutions using indigenous and

modified lignocellulosic materials. Rev Environ Sci

Bio Techno 2015; 14 (2): 211-28.

[35] Ghamkhari A, Mohamadi L, Kazemzadeh S, Zafar

MN, Rahdar A, Khaksefidi R. Synthesis and

characterization of poly (styrene-block-acrylic acid)

diblock copolymer modified magnetite

nanocomposite for efficient removal of penicillin G.

Composites Part B: Engineering 2020; 182: 107643.

[36] Xu L, Liu Y, Hu H, Wu Z, Chen Q. Synthesis,

characterization and application of a novel silica

based adsorbent for boron removal. Desalin 2012;

294: 1-7.

[37] Kluczka J, Pudło W, Krukiewicz K, Design. Boron

adsorption removal by commercial and modified

activated carbons. J Chem Engin Res 2019; 147: 30-

42..

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

19 / 20





Investigating the Effect of Coagulation and Flocculation - Adsorption Process on Boron Removal from Industrial Wastewater (Case Study: Ceramic Tile

Industry)

T. Zarei Mahmudabadi1, A. A. Ebrahimi2, M. H. Ehrampoush3, H. Eslami4

Received:06/10/2020 Sent for Revision: 30/11/2020 Received Revised Manuscript:23/12/2020 Accepted: 26/12/2020

Background and Objectives: Boron is widely found in raw materials and wastewater of the tile industry and its

removal from aquatic environments is very complex. The aim of this study was to remove boron from wastewater of

ceramic tile industry using coagulation and flocculation-adsorption process.

Materials and Methods: This was an experimental study. Initially, for the coagulation process, pH parameters

between 5 to 11, concentrations of 150 to 450 mg/L of poly-aluminum chloride (PAC) and concentrations of 0.5 to

2.5 mg/L of anionic and cationic polymers were examined. Then, in the adsorption process, the effect of pH between

2 to 7 at contact times of 5 to 20 min was investigated. Finally, the data were analyzed using Pearson’s correlation

test.

Results: The results showed that the percentage of boron removal by poly-aluminum chloride at the optimum pH

equal 8 and the concentration of 400 mg/L was 35.7% and in combination with 1.5 and 2.5 mg/L anionic and

cationic polymer, removal efficiency of 54.2 % (from 35 to 16 mg/L) was observed. Then, in the adsorption process

with an optimum pH equal 5 and contact time of 15 minutes, removal efficiency of 50% (from 16 to 8 mg/L) was

obtained. Examination of isotherms in the adsorption process showed that boron adsorption follows the Freundlich

isotherm and first-degree kinetics.

Conclusion: According to the results, the combined process of coagulation and flocculation with adsorption can be

introduced as an effective process in boron removal.

Key words: Coagulation, Flocculation, Adsorption, Boron, Industrial wastewater

Funding: This research was funded by Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd.

Conflict of interest: None declared

Ethical approval: The study was approved by the Ethics Committee of Shahid Sadoughi University of Medical

Sciences (IR.SSU.SPH.REC.1394.15).

How to cite this article: Zarei Mahmudabadi T, Ebrahimi A A, Ehrampoush M H, Eslami H. Investigating the Effect

of Coagulation and Flocculation-Adsorption Process on Boron Removal from Industrial Wastewater: (Case study:

Ceramic Tile Industry). J Rafsanjan Univ Med Sci 2021; 19 (10): 1015-34. [Farsi]

1- MSc, Dept. of Environmental Health Engineering, Environmental Science and Technology Research Center, School of Health, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran, ORCID: 0000-0003-2504-9399

2- Associate Prof., Dept. of Environmental Health Engineering, Environmental Science and Technology Research Center, School of Health, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran, ORCID: 0000-0001-8542-5291

3- Prof., Dept. of Environmental Health Engineering, Environmental Science and Technology Research Center, School of Health, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran, ORCID: 0000-0002-0388-3211

4- Assistant Prof., Occupational Environment Research Center, Dept., of Environmental Health Engineering, School of Health, Rafsanjan University of Medical Sciences, Rafsanjan, Iran, ORCID:0000-0001-5137-4764

(Corresponding Author) Tel: (034) 34259176, Fax: (034) 34259176, E-mail: [email protected]

[ D

OI:

10.

2925

2/jr

ums.

19.1

0.10

15 ]

[

Dow

nloa

ded

from

jour

nal.r

ums.

ac.ir

on

2022

-02-

06 ]

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

20 / 20



http://www.tcpdf.org

54 23 . /1 (+ '0 .

Documents

Transcript of 54 23 . /1 (+ '0 .