جداسازی رنگ از پساب های نساجی با به کارگیری حلال آلی و سطح فعال ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی نساجی،واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری،دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران

2 گروه مهندسی نساجی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

چکیده

به طور معمول، روش های جذب سطحی و اکسیداسیون معمولا برای جداسازی رنگ از پساب استفاده می شود. تکنیک جدید بر پایه جداسازی مایع- مایع به وسیله میسل معکوس می باشد که از این طریق امکان بازیافت رنگ و حلال وجود دارد. آزمایشات با مخلوط شدن مقدار مشخص از رنگ، فاز آبی، فاز حلال و سطح فعال در یک استیرر انجام شد. جداسازی فاز آبی از فاز حلال حاوی رنگ کپسوله شده در میسل های معکوس به وسیله گرانش در بورت انجام شد. جداسازی رنگ متیلن بلو و رنگ مستقیم قرمز 21 از فاز آبی به همراه سطح فعال های آنیونیک (LAS) و کاتیونیک (CTAB) در حلال بنزیل الکل انجام شد. نتایج آزمایشات نشان داد که حذف رنگ از فاز آبی با کاهش غلظت اولیه رنگ از افزایش می یابد، به طوری که با کاهش غلظت اولیه رنگ از 3 به 2 میلی گرم در لیتر منجر به افزایش کارایی حذف رنگ از 59 به 70 درصد شد. ضمنا حضور سطح فعال آنیونی باعث کمک به حذف رنگ متیلن بلو تا 73 درصد گردید. همچنین با افزایش زمان ماندگاری درصد حذف رنگ افزایش یافت به طوری که با افزایش زمان ماندگاری از 10 به 20 دقیقه کارایی حذف رنگ از 48 درصد به حدود 73 درصد افزایش یافت. استفاده از بنزیل الکل در محلول رنگ، باعث شد تا رنگ جذب بنزیل الکل شود و منجر به کاهش اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Removal of Dyes from Textile Effluent by Using Organic Solvents and Surfactants

نویسندگان [English]

  • Ali Akbar Zolriasatein 1
  • niloufar nosrati 2
1 Department of Textile Engineering, College of Technical and Engineering, Yadegar-e-Imam Khomeini (RAH) Shahre-rey Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Textile Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Conventionally, dye adsorption and oxidation approaches are usually used to remove dyes from effluent. The new technique is based on liquid-liquid separation via reverse micelles, through which it is possible to recycle dye and solvent. Experiments were performed by mixing a certain amount of dye, aqueous phase, solvent phase and surfactant in a stirrer. Separation of the aqueous phase from the solvent phase containing the dye encapsulated in reverse micelles was carried out by gravity in a burette. The removal of methylene blue and direct red 21 from the aqueous phase was performed by using an anionic (LAS) or a cationic (CTAB) surfactant in benzyl alcohol solvent. Experimental results showed that the removal of dye from the aqueous phase increases by reducing the initial concentration of dye, so that a decrease in initial dye concentration from 3 to 2 mg/L leads to an increase in dye removal efficiency from 59 to 70%. Meanwhile, the presence of anionic surfactant contributed to remove of methylene blue from the effluent up to 73%. Moreover, increasing in retention time also caused an increase in dye removal, so that an increase in retention time from 10 to 20 min leads to an increase in dye removal efficiency from 48 up to 73%. The use of benzyl alcohol in the dye solution caused the dye to be absorbed into the benzyl alcohol and led to a reduction in chemical oxygen demand (COD).

کلیدواژه‌ها [English]

  • chemical oxygen demand
  • methylene blue
  • direct dye
  • surfactant
  • inverse micelles

مراجع

]1 [بیژن بینا، قربان عسگری. بررسی کارآیی حذف رنگ از پساب های نساجی با استفاده از مخلوط کلرید منیزیم و آلوم. آب و فاضلاب، 47. 44-39. 1382
]2[ نفیسه هدایتی، حمیده نجفی، محمد خواجه مهریزی، سید منصور بیدکی. "نوراکسایش پساب رنگینه‌های پراکنده با ساختارهای مختلف به کمک فرایند UV/H2O2". علوم و فناوری نساجی و پوشاک، (3) 2، 173-167، 1391.
]3[ سید مرتضی حسینیان، علیرضا خسروی. 1368. طراحی تصفیه خانه های پساب صنایع نساجی، دانشگاه صنعتی امیر کبیر.
]4 [رضا انصاری، علی محمد خواه، سمانه علائی. "حذف رنگزای آنیونی قرمز کنگو از محلول‌های آبی با استفاده از خاک اره اصلاح شده با پلی‌آنیلین: بررسی ایزوترم و سینتیک جذب". علوم و فناوری رنگ، (4) 5، 335-344، 1390.
]5 [نیازمحمد محمودی، باقر حیاتی، مختار آرامی. "بررسی ایزوترم و سینتیک رنگبری پساب رنگی نساجی حاوی رنگزاهای مستقیم و اسیدی با استفاده از هسته خرما". علوم و فناوری رنگ، (4) 5، 333-325، 1390.
]6[ نیازمحمد محمودی، باقر حیاتی، مختار آرامی. "حذف رنگزا از پساب رنگی نساجی با استفاده از مخروط کاج". علوم و فناوری رنگ، (3) 5، 251-243، 1390.
]7[ آرش اسفرم، محمدرضا فتحی عماد‌آبادی. "حذف رنگزای آنیونی مستقیم قرمز B12 از محلول‌های آبی با استفاده از جاذب کاه گندم: مطالعات ایزوترمی، سینتیکی و ترمودینامیکی". علوم و فناوری رنگ، (3) 7، 235-223، 1392
]8[ علی رضا تهرانی بقا، نیازمحمد محمودی، مجید مرکزی، الهه طلایی نژاد. "رنگبری ازپساب حاوی یک ماده رنگزای کاتیونی با استفاده از جاذب ارزان قیمت کائولن". علوم و فناوری رنگ، (3) 3، 155-145، 1388.
]9[ مرضیه باقری، حسین نظرپور نجف آبادی. "مطالعات ایزوترم، سینتیک و ترمودینامیک حذف ماده رنگزای اسید نارنجی 7 با استفاده از پر مرغ وکربن آن". علوم و فناوری رنگ، (2) 14، 141-129، 1399.
]10[ جلیل قبادی، مختار آرامی، سیدهژیر بهرامی. "اصلاح نانولوله‌های کربنی و بررسی کاربرد آن در حذف رنگزای مستقیم آبی 86". علوم و فناوری رنگ، (2) 7،  112-103، 1392.
]11[ مهساسادات میرعلینقی، الهام منیری، طاهره سیری. "مدل‌سازی سینتیکی جذب سطحی ماده رنگزای زرد مستقیم روی اکسید گرافن". علوم و فناوری رنگ، (1) 10، 11-1، 1395.
]12[ محمدحسین رسولی فرد، نادر طاهری قزوینی، الهام فرهنگ نیا، اعظم حیدری، سید محمدمهدی دوست محمدی. "حذف رنگزای آلی آنیونی زرد مستقیم 9 و نارنجی راکتیو 122 از آب آلوده با استفاده از جاذب زیست پلیمری کیتوسان". علوم و فناوری رنگ، (1) 4، 23-17، 1389.
]13[ پگاه شهریاری نمین، سیما حبیبی، محمدرضا الله قلی قصری. "استخراج کیتوسان از پوست میگو : شناسایی و کاربرد آن در حذف رنگزای های واکنش پذیر آبی ١٣ و اسیدی سبز ٣ از محلول آبی". علوم و فناوری نساجی و پوشاک، (3) 3، 10-3، 1392.
]14[ ریحانه سهراب زاده دابانلو، شاداب شهسواری، علی وزیری یزدی، علی‌اکبر سیف کردی. "جذب سطحی ماده رنگزای ایندیگو با استفاده از نانو الیاف مغناطیسی کیتوسان- اسید ایتاکونیک و بررسی سینتیک و ایزوترم جذب آن". علوم و فناوری رنگ، (2)14 ، 128-117، 1399.
]15[ تارا عاقبتی، مهدی نوری، مرجان عباسی. "حذف رنگزا از پساب صنایع نساجی با استفاده از غشای الیاف توخالی پلی‌آکریلونیتریل". علوم و فناوری رنگ، (3) 9، 185-177، 1394.
]16[ نیازمحمد محمودی. "حذف رنگزاهای بازی از محیط های آبی با نانوذرات مغناطیسی فریت نیکل – روی". علوم و فناوری نساجی و پوشاک، (1) 3، 36-29، 1392.
]17[ مهدی صادقی، حبیب اله طیبی، مجید مرادیان، علی میرابی. "سنتز نانو کامپوزیت SBA-15/ZIF-8 جهت حذف رنگ راکتیو قرمز 198 از فاضلاب نساجی". علوم و فناوری نساجی و پوشاک، (1) 10، 32-25، 1400.
]18[ بابک کاکاوندی، روشنک رضایی کلانتری، علی اسرافیلی، احمد جنیدی جعفری، علی آذری. "ایزوترم، سینتیک و ترمودینامیک جذب رنگزای راکتیو آبی5 (RB5) با استفاده از کامپوزیت مغناطیسی کربن فعال و نانو ذرات Fe3O4". علوم و فناوری رنگ، (3) 7، 248- 237، 1392.
]19[ مریم محمدی زاد، حسین گنجی دوست، بیتا آیتی. "تعیین شرایط بهینه حذف ماده رنگزا توسط نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین/گرافن تحت تابش نور مرئی". علوم و فناوری رنگ، (1) 10، 42-31، 1395.
]20[ خدیجه دیده‌بان، فاطمه کرماجانی. "حذف ماده رنگزای مستقیم قرمز 31 از محلول‌های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت‌های هیدروژلی سنتز شده". علوم و فناوری رنگ، (2) 13، 130-119، 1398.
]21[ امید مرادی، سولماز مراغه، سمیرا عرب سلمان آبادی. "حذف آلاینده رنگزای سافرانین با استفاده از نانوکامپوزیت‌های اکسید گرافن، کربن فعال، نانو ذرات هیدروکسید آلومینیم و اکسید گرافن، کربن فعال و نانوذرات اکسید سریم". علوم و فناوری رنگ، (1)16، 56-39، 1401.
[22] Pandit, P., Basu, S. Dye and solvent recovery in solvent extraction using reverse micelles for the removal of ionic dyes, Ind. Eng. Chem. Res., 43, 7861-7864, 2004.

[23] Abbott, N.L., Hatton, T.A. Liquid-liquid-extraction for protein separations. Chem. Eng. Prog. 84, 31-41, 1988.

[24] Dungan, S. R., Bausch, T., Hatton, T. A., Plucinski, P., Nitsch, W. Interfacial transport processes in the reversed micellar extraction of proteins, J. Colloid Interface Sci.,145, 33-50, 1991.
[25] Dekker, M., Van‘t Triet, K., Weijers, S.R., Baltussen, J.W.A., Laane, C.; Bijsterbosch, B.H. Enzyme recovery by liquid-liquid extraction using reversed micelles, Chem. Eng. J. 33(2), B27-B33, 1986.

[26] Krei, G.A., Hustedt, H. Extraction of enzymes by reverse micelles. Chem. Eng. Sci. 47, 99-111, 1992.

[27] Pandit, P., Basu, S. Removal of organic dyes from water by liquid–liquid extraction using reverse micelles, J. Colloid Interface Sci. 245, 208-214, 2002.
[28] Pandit, P., Basu S.  Removal of ionic dyes from Water by Solvent Extraction Using Reverse Micelles, Environ. Sci. Technol. 38 (8), 2435-2442, 2004.
[29] Mangat, C.K., Kaur, S. Efficient removal and separation of anionic dyes from aqueous medium by the application of reverse micelles of cationic surfactants, Desalination and Water Treatment, 52 (19-21), 3555-3563, 2014.
[30] Kaur, N., Sharma, S., Khosla, E. Green and efficient reverse micellar extraction and recovery of mixed ionic dyes from textile effluent, Tenside Surfactants Detergents, 55 (I4), 281-286, 2018.
[31] Yi S., Sun, G., Dai, F. Removal and separation of mixed ionic dyes by solvent extraction. Textile Research Journal, 88(14), 1641-1649, 2018.
[32] Subashini, R., Sivarajasekar, N., Balasubramani, K., Prakashmaran, J. Saponin-Aided Reverse Micellar Extraction of Malachite Green Dye From Aqueous Solutions. In: Sivasubramanian, V., Subramanian, S. (eds) Global Challenges in Energy and Environment. Lecture Notes on Multidisciplinary Industrial Engineering. Springer, Singapore, 2020.
[33] Bukman, L., de Souza, V.R., Fernandes, N.R., Caetano, W., Batistela, V.R.,  Hioka, N. Reverse micellar extraction of dyes based on fatty acids and recoverable organic solvents. Separation and Purification Technology, 242, 116772, 2020.
[34] El-Refay H.M., Badawy N., Hamada A., Hassen E.S. Separation of Some Anionic Dyes Using Reverse Micelles of CTAB and SDS as Efficient Surfactants Adsorbents from Aqueous Medium, International Journal of Chemical Engineering, 2022, 7484479, 2022.
[35] Schuster, J., Schäfer, F., Hübler, N., Brandt, A., Rosell, M., Härtig, C., Harms, H., Müller, R.H., Rohwerder, T. Bacterial degradation of tert-amyl alcohol proceeds via hemiterpene 2-methyl-3-buten-2-ol by employing the tertiary alcohol desaturase function of the Rieske nonheme mononuclear iron oxygenase MdpJ. Journal of Bacteriology, 194(5), 972-981, 2012.
[36] Api, A.M., Belsito, D., Bhatia, S., Bruze, M., Calow, P., Dagli, M.L., Dekant, W., Fryer, A.D., Kromidas, L., La Cava, S., Lalko, J.F., Lapczynski, A., Liebler, D.C., Politano, V.T, Ritacco, G., Salvito, D., Schultz, T.W., Shen, J., Sipes, I.G., Wall, B., Wilcox, D.K. RIFM fragrance ingredient safety assessment, Benzyl alcohol, CAS Registry Number 100-51-6. Food and Chemical Toxicology, 84, S1-S14, 2015.
[37] Muthuraman, G., Palanivelu, K., Removal and recovery of low salt dye golden yellow LS by liquid-liquid extraction, Indian Journal of Chemical Technology, 11(2), 166-169, 2004.
[38] Ahmed, F., Dewani, R., Pervez, M.K., Mahboob, S.J., Soomro S.A. Non-destructive FT-IR analysis of mono azo dyes. Bulgarian Chemical Communications, 48(1), 71 – 77, 2016.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 29 مرداد 1401
  • تاریخ بازنگری: 29 شهریور 1401
  • تاریخ پذیرش: 08 مهر 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار