تم انجاز رسالة الماجستير للطالبة “سراء موفق ابراهيم” في قاعة المناقشات في قسم الهندسة البيئية عن بحثها الموسوم ” استخدام طين البنتونايت المعدل في ازالة الاصباغ من المحاليل المائية” وبأشراف الاستاذ المساعد الدكتورزياد طارق عبد علي في يوم الاربعاء الموافق 11/3/2020 وتألفت لجنة المناقشة برئاسة الاستاذ الدكتورة زينب زياد اسماعيل وعضوية كل من الاستاذ الدكتورة امال حمزة خليل والاستاذ المساعد الدكتور حسين مجيد فليح . ركزت الباحثة في هذه الرسالة على استخدام مادة االبنتونايت المعدلة كمادة مازة منخفضة التكلفة وفعالة لإزالة الأصباغ القاعدية والحامضية (الميثيلين الأزرق MB ، والمثيل البرتقاليMO ) من المياه العادمة وذلك باستخدم نمطين من التجارب , وهي تجارب النمط الدفعي وتجارب النمط المستمر . االبنتونايت المستخدم في هذه الدراسة هو البنتونايت المحلي (نوع الكالسيوم) في شكله الطبيعي ، وقد تم تعديله عن طريق استبدال أيونات الكالسيوم القابلة للاستبدال في االبنتونايت الطبيعي مع منشط السطح القاعدي(cetyl trimethyl ammonium bromide, CTAB) ودراسة سلوك الامتزاز الخاص بها كمادة مازة فعالة لإزالة الاصباغ من خلال تحويل طبيعتها من hydrophilic الى organophilic. تم فحص خصائص البنتونايت الطبيعية والمعدلة من خلال العديد من التحليلات مثل Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), and Specific Surface area.
في تجارب الدُفعة ، تم دراسة تاثير العديد من العوامل المؤثرة والتي تتضمن وقت التلامس (0-180 دقيقة) ، ودرجة الحموضة الأولية (2-12) ،سرعة الخلط (0-300 دورة في الدقيقة) وكمية الجرعة المازة (0.05-0.7 غم / 100 مل) . كانت أفضل القيم التي وفرت نسبة إزالة بنسبة 99.65٪ من الميثيلين الازرق (120 دقيقة ، ودرجة الحموضة = 11 ، 0.3 غم / 100 مل و 250 دورة في الدقيقة)، في حين أن أفضل قيم حققت نسبة إزالة 88.57 ٪ من الميثيل البرتقالي كانت ( 150 دقيقة ، الرقم الهيدروجيني = 2 ، 0.5 غم / 100 مل ، و 250 دورة في الدقيقة ) على التوالي. تم تحليل النتائج باستخدام الموديلات الرياضية Isotherm لوصف عملية الامتزاز (Langmuir, Freundlich) وجد ان علاقة التوازن هي من النوع المفضل favorable type وان افضل موديل رياضي يمثل النتائج العملية هو Freundlich model لكلتا الصبغتين والذي قد وصف بشكل جيد بيانات الامتزاز الخاصة بهذه الأصباغ (R2≥0.9433) مقارنةً بنموذج Langmuir في ظل الظروف المدروسة. اجريت تجارب (Kinetic) واستخدمت النتائج لتحليل تأثيرالطبقة المحيطة بدقائق المادة المازه. وكان هناك تطابق جيد بين النتائج العملية والنظرية المستحصله من موديل الامتزاز في تجارب ال Kinetic عند استخدام موديل التفاعل الحركي pseudo second order model بالمقارنة مع Pseudo first order model .
كما تم القيام بسلسلة من التجارب المستمرة في عامود الحشوة الثابتة لدراسة تأثير تغيير كل من معدل الجريان(10, 5) مل/دقيقة , وارتفاع الحشوة,20,25,30)5,10,15) سم بتركيزابتدائي للملوث (100 ملغ/لتر) والتوصيل الهيدروليكي على كفاءة الازالة لعملية الامتزاز. واحدة من اهم خصائص االبنتونايت هو أن لديه الموصلية الهيدروليكية منخفضة. هذه الميزة لها تأثير سلبي على تجارب العمود حيث تؤدي إلى انسداد العامود ، لذلك ، كان من الضروري إضافة مواد خاملة تخلط مع االبنتونايت لزيادة التوصيل الهيدروليكي ومنع انسداد العامود. لذلك واستنادا إلى مبدأ الحفاظ على البيئة من النفايات وإعادة استخدامها ، تم استخدام حبيبات النفايات الزجاجية. ومع ذلك ، تم استخدام نظامين تفاعليين تم اختبارهما في تجارب العامود عن طريق خلط االبنتونايت المعدل مع حبيبات النفايات الزجاجية. كانت هذه الأنظمة: Mix-1 (M1): 1/1– خليط من االبنتونايت المعدل وحبيبات النفايات الزجاجية Mix-2 (M2): 1/2– خليط من البنتونايت المعدل وحبيبات النفايات الزجاجية. تم تحليل النتائج التجريبية للأصباغ الميثيلين الأزرق و المثيل البرتقالي التي تم الحصول عليها من خلال تجارب العمود مع اربعة موديلات breakthrough models والتي هي Bohart-Adams, Thomas-BDST, Yan and Clark models)) حيث وفرت تمثيل جيد لانتقال الأصباغ عبر الحشوة المازة في العامود. اظهرت النتائج أن الموديلين Thomas-BDST و Clark كانا أكثر تمثيلا للنتائج التجريبية للعامود من النماذج الأخرى اعتمادًا على sum square error (SSE) and coefficient of determination (R2).
