تم إنجاز رسالة الماجستير للطالبة هند سعيد ثجيل في قسم الهندسة البيئية عن بحثها الموسوم “إستخدام العوازل الطبيعية في إزالة ايونات الرصاص من المياه العادمة باستخدام نظام الدفع المتقطع ومفاعل التميع العكسي” وبأشراف الأستاذ المساعد الدكتورة شهلاء أسماعيل أبراهيم. وتألفت لجنة المناقشة برئاسة الاستاذ الدكتور ثامر جاسم محمد وعضوية كل من الاستاذ المساعد الدكتورة ياسمين عبد العزيز مصطفى، والدكتورة جذوة عبد الكريم الامين. وقامت الباحثة بدراسة إمكانية إستخدام مادة طبيعية إقتصادية ومتوفرة وهي دقائق سدادات الفلين لازالة ايونات الرصاص من المياه المحضرة مختبريا بواسطة عملية الامتزاز الحيوي. فقد تم استخدام نمطين من التجارب, وهي تجارب النمط الدفعي (batch experiments) وتجارب نمط التميع العكسي المستمر( (Continuous inverse fluidized experiments. تعد دقائق سدادات الفلين مادة طبيعية جديدة استخدمت في كلا النمطين كبديل عن المادة الباهظة الثمن (nanogels) التي تستخدم عادة في انظمة التميع العكسي، اذ احتوت على نفس خصائص((nanogelsالى حد ما.
من خلال النتائج التي تم الحصول عليها من تجارب الدفعات وجد ان كفاءة عملية الامتزاز تتأثر بشكل واضح بكمية المادة المازة و درجة الحموضة (pH) حيث وجد ان أعلى كفاءة (97.32%) تم الحصول عليها عند تركيز ابتدائي 50 ملغم/لتر, 4pH وكتلة 1غم من المادة المازة وبفترة تلامس 4 ساعات. تم تحليل النتائج باستخدام اربعة موديلات رياضية تصف عملية الامتزاز (Langmuir, Freundlich, BET and Timken). ووجد ان علاقة التوازن هي من النوع المفضل favorable type وان افضل موديل رياضي يمثل النتائج العملية هو Langmuir model .
تم اجراء تجارب (Kinetic) واستخدمت النتائج لتحليل تأثيرالطبقة المحيطة بدقائق المادة المازة. وكان هناك تطابق جيد بين النتائج العملية والنظرية المستحصله من موديل الامتزاز في تجارب ال Kinetic عند استخدام موديل التفاعل الحركي Elovich Kinetic اذ ان اكثر من 95% من ايونات الرصاص تم امتزازها خلال 4 ساعات وباستخدام سرعة مثلى مقدارها rpm400.
وكذلك تم دراسة الخصائص الفيزيوكيميائية للمادة المازة قبل وبعد عملية الامتزاز باستخدام فحص الFT-IR ووجد ان كل من المجاميع الفعالة (carboxylic and aromatic) الموجودة على سطح المادة المازة تلعب دوراً رئيسياً في عملية الامتزاز الحيوي. كما تم القيام بسلسلة من التجارب في انبوب التميع العكسي ودراسة تأثير تغيير كل من معدل الجريان, وارتفاع الحشوة والتركيزالابتدائي للملوث على كفاءة الازالة لعملية الامتزاز الحيوي وعلى نقطة الانفصال. ان منحنيات الانقلاب (Breakthrough Curves) تدل على ان زيادة تركيز الملوث الابتدائي ومعدل الجريان يؤدي الى سرعة حصول الامتزازوالوصول الى نقطة الاختراقBreakpoint , بينما يستغرق الوصول الى نقطة الاختراق زمن اطول في حالة زيادة ارتفاع الحشوة. وجد ان حامض النتريك المخفف هو افضل مادة مستخدمة لاسترجاع العناصر الثقيلة الممتزة من دقائق سدادات الفلين.وكانتسلسلكفاءة المواد المستخدمة لاسترجاع العناصر الثقلية من دقائق سدادات الفلينكالاتي: حامض النتريك المخفف، ثم حامض الهيدروكلوريك المخفف، ثم الماء منزوع الايونات و الميثانول على التوالي.
من خلال النتائج التي تم الحصول عليها من تجارب الدفعات وجد ان كفاءة عملية الامتزاز تتأثر بشكل واضح بكمية المادة المازة و درجة الحموضة (pH) حيث وجد ان أعلى كفاءة (97.32%) تم الحصول عليها عند تركيز ابتدائي 50 ملغم/لتر, 4pH وكتلة 1غم من المادة المازة وبفترة تلامس 4 ساعات. تم تحليل النتائج باستخدام اربعة موديلات رياضية تصف عملية الامتزاز (Langmuir, Freundlich, BET and Timken). ووجد ان علاقة التوازن هي من النوع المفضل favorable type وان افضل موديل رياضي يمثل النتائج العملية هو Langmuir model .
تم اجراء تجارب (Kinetic) واستخدمت النتائج لتحليل تأثيرالطبقة المحيطة بدقائق المادة المازة. وكان هناك تطابق جيد بين النتائج العملية والنظرية المستحصله من موديل الامتزاز في تجارب ال Kinetic عند استخدام موديل التفاعل الحركي Elovich Kinetic اذ ان اكثر من 95% من ايونات الرصاص تم امتزازها خلال 4 ساعات وباستخدام سرعة مثلى مقدارها rpm400.
وكذلك تم دراسة الخصائص الفيزيوكيميائية للمادة المازة قبل وبعد عملية الامتزاز باستخدام فحص الFT-IR ووجد ان كل من المجاميع الفعالة (carboxylic and aromatic) الموجودة على سطح المادة المازة تلعب دوراً رئيسياً في عملية الامتزاز الحيوي. كما تم القيام بسلسلة من التجارب في انبوب التميع العكسي ودراسة تأثير تغيير كل من معدل الجريان, وارتفاع الحشوة والتركيزالابتدائي للملوث على كفاءة الازالة لعملية الامتزاز الحيوي وعلى نقطة الانفصال. ان منحنيات الانقلاب (Breakthrough Curves) تدل على ان زيادة تركيز الملوث الابتدائي ومعدل الجريان يؤدي الى سرعة حصول الامتزازوالوصول الى نقطة الاختراقBreakpoint , بينما يستغرق الوصول الى نقطة الاختراق زمن اطول في حالة زيادة ارتفاع الحشوة. وجد ان حامض النتريك المخفف هو افضل مادة مستخدمة لاسترجاع العناصر الثقيلة الممتزة من دقائق سدادات الفلين.وكانتسلسلكفاءة المواد المستخدمة لاسترجاع العناصر الثقلية من دقائق سدادات الفلينكالاتي: حامض النتريك المخفف، ثم حامض الهيدروكلوريك المخفف، ثم الماء منزوع الايونات و الميثانول على التوالي.
