تمت في قسم الهندسة البيئية , كلية الهندسة جامعة بغداد مناقشة اطروحة الدكتوراه يوم الاربعاء المصادف 21\6\2023 والموسومة:
“الاداء الامتزازي لـ CuMgAl-LDH/MMt في ازالة ايونات الرصاص، الكادميوم والخارصين في المحاليل المائية. دراسة دفعية والابراج المتميعة المدورة”
للطالبة فاتن عبد الكاظم محمد علي وباشراف كل من الاستاذ الدكتور احمد عبد محمد و الاستاذ المساعد الدكتور طارق جواد كاظم، تألفت لجنة المناقشة من كل من الاستاذ الدكتور مهند جاسم محمد رضا رئيساً وعضوية كل من الاستاذ الدكتور علي حسين عبار, الاستاذ الدكتور زياد طارق عبد علي , الاستاذ المساعد الدكتور جذوة عبد الكريم ابراهيم والاستاذ المساعد الدكتور صابرين لطيف كريم. وبعد اجراء المناقشة العلنية والاستماع لدفاع الطالبه تم قبول الاطروحة. وتلخصت بما يلي:-
يعد تطوير مادة مازة فعالة لإزالة المعادن الثقيلة مجالًا مثيرًا للاهتمام في أبحاث معالجة المياه ومياه الصرف الصحي. نجح هذا العمل في تطوير واستخدام المركب المكون من هيدروكسيد مزدوج الطبقات لثلاث معادن ودعمه بطين المونتموريلونيت (CuMgAl-LDH/MMt لامتزاز أيونات الزنك، الكادميوم و الرصاص من محلول مائي بنظام الدفعات ونظام الطبقة المميعة المستمر(CFB).
استخدمت التحاليل TEM, XRD، BET ،SEM/EDX ، و FTIR لتوصيف الممتزات MMt و CuMgAl-LDH والمركب الجديد CuMgAl-LDH/MMt.
في نظام الدفعات تمت دراسة تأثير الأس الهيدروجيني ، ووقت التلامس ، وجرعة المادة الممتزة، وحجم الجسيمات ، وتركيز الاولي للأيونات ، ودرجة الحرارة على عملية امتزاز ايونات المعادن الثقيلة. تم تحديد أقصى كفاءة للامتزاز عند الرقم الهيدروجيني 5 للزنك والكادميوم وعند الرقم 6 للرصاص عند تركيز أولي 70 مجم/لتر ، ووقت التوازن للامتزاز كان 90 دقيقة لكل الأيونات المعدنية المدروسة.
أفضل جرعة مازة للظروف المذكورة أعلاه كانت 0.25 جم/100 مل لإزالة الزنك و 0.2 جم/100 مل لإزالة الكادميوم والرصاص. تنخفض كفاءة الامتزاز مع زيادة درجة الحرارة وهذا يعني أن آلية امتصاص أيونات المعادن تتضمن بشكل أساسي عمليات طاردة للحرارة وعفوية. وفقًا لنموذج Langmuir ، بلغت قدرة الامتزاز القصوى للمركب 154.21 مجم/لتر للزنك و 129.82 مجم/لتر للكادميوم و 132.85 مجم/لتر للرصاص . قدم النموذج الحركي من الدرجة الثانية أفضل محاكاة للبيانات التجريبية الحركية ، مما يشير إلى أن عملية امتزازأيونات المعادن كانت عملية كيمياوية. بينما وضح النموذج الحركي للانتشار داخل الجسيمات انه عملية انتشار أيونات المعادن الثقيلة تتم من خلال ثلاث آليات امتزاز.
اجريت عملية التجديد للمركب CuMgAl-LDH / MMt ، وتشير النتائج إلى أن المركب لديه إمكايه عالية لتجديده ويمكن إعادة استخدامه بعد خمس دورات متتالية وبكفاءة عالية.
تم إجراء تحليل الامتزاز الدفعي باستخدام برنامج RSM-CCD لدراسة العوامل الفعالة على كفاءة الامتزاز (الاستجابة). مُثلت العلاقة بين الاستجابة والمعلمات المستقلة بواسطة معادلة رياضية تربيعية ، في ما بعد تم تمثيل معادلات الانحدار الخاصة بالنموذج بيانياً على شكل أسطح ثلاثية الأبعاد وخرائط كنتورية ثنائية الأبعاد.
برج الامتزاز ذو الطبقة المميعة المدورة اعتمد من أجل الإزالة المستمرة للأيونات المعدنية. حيث تم فحص تأثيرظروف تشغيل مختلفة مثل عمق الطبقة ، وتركيزات أيون المعدن ، ومعدلات تدفق الماء والهواء وكانت حدود ظروف التشغيل كالتالي: ارتفاع الطبقة الثابتة (2 , 3 و5) سم ؛ معدل تدفق السائل (300 ، 350 ، و 400) مل/دقيقة ؛ وتركيزات الأيونات الأولية (25 و 50 و 100) ملغم/لتر لكل من الزنك والكادميوم والرصاص. انخفض الوقت اللازم لوصول CuMgAl-LDH / MMtحد الاشباع مع انخفاض كل من عمق الحشوة والتركيز الأولي وايضا انخفضتا مع الزيادة في معدلات تدفق السوائل والهواء.
تمت دراسة عوامل الديناميكا المائية عن طريق تحديد انخفاض الضغط والسرعة المميعة الدنيا للسائل ، ونسبة تمدد الطبقة ، ووقف المرحلة وايضا تم تقييم السلوك الديناميكي للطبقة المميعة وتحليل منحنى الاختراق من خلال حساب الكتلة الكلية للمعدن الممتز ، وكفاءة الإزالة الكلية للعمود ، وتركيز توازن أيونات المعادن. تمت دراسة نماذج الأعمدة غير الخطية المختلفة للتنبؤ بالثوابت الحركية للعمود وقدرة الامتصاص لأعمدة الطبقة المميعة. أظهرت النتائج أن نموذج Adams-Bohart يمكن أن يمثل الجزء الاولي لمنحنيات الاختراق ، و نموذج Thomas كان الافضل في وصف المنحني الكامل لامتزاز أيونات المعدن. أخيرًا ، وايضا في هذه الدراسة تم حساب معامل نقل الكتلة ( ) في النظام المستمر
