امکان‌سنجی حذف کادمیوم با استفاده از بتن اختلاط سبز اصلاح شده با بنتونیت

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه پیام نور

چکیده

کادمیوم (Cadmium) فلزی سنگین با اثرات مخرب زیست ­محیطی زیاد است که در صنایع مختلف در دسترس می­ باشد. با توجه به استفاده بتن به­ عنوان پرمصرف­ترین مصالح عمرانی، در این تحقیق به بررسی حذف فلز سنگین کادمیوم توسط بتن اختلاط سبز اصلاح شده با بنتونیت، پرداخته شد. بنتونیت به ­عنوان جاذب از خانواده رس دارای مونت موریلونیت (Mount Morillonite) است. بنتونیت خاصیت خوب جذب و همچنین اختلاط خوب با مصالح بتن را داراست. در این پژوهش تمامی پارامترهای مهم نظیر (pH، غلظت زمان و جاذب) لحاظ گردید. لازم به ذکر است زمان­ ها در بازه (30، 60، 120، 240، 360، 480، 720، 1440) دقیقه و pH در بازه (2، 4، 6، 8 و 10) و غلظت­ ها در بازه (10، 25، 50، 75 و 100) میلی­ گرم در لیتر و جاذب 0 تا 15 (0، 2، 5، 8، 10، 15) درصد حجم مصالح مصرفی در محیط آزمایشگاهی با دمای 25 درجه انجام شد. شرایط بهینه در این پژوهش برای حذف فلز سنگین کادمیوم به ­صورت pH برابر 6 و زمان تماس برابر 360 دقیقه و غلظت برابر 50 میلی­ گرم در لیتر و جاذب 8 درصد به ­دست آمد. در پایان نتایج برای حذف فلز کادمیوم، جذب 67/97 درصد با محلول ساختگی و جذب در شرایط فاضلاب واقعی 88/99 درصد حاصل شد. همچنین مقدار مقاومت 7 روزه بتن بهینه ساخته شده برابر 88 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع و 28 روزه برابر 114 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع بود. این مقاومت پس از تماس با محلول حاوی کادمیوم با پارامترهای بهینه آزمایشگاهی 38/99 و پس از تماس با نمونه واقعی فاضلاب حاوی کادمیوم 35/124 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع به­ دست آمد. این پژوهش از سنتیک (Senetic) جذب شبه درجه دوم و مدل ایزوترم (Isoterm) جذب فروندلیچ (Ferondlich) پیروی کرده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Cadmium Elimination Feasibility Study Using Bentonite Modified Green Concrete

نویسندگان [English]

  • Elham Asrari
  • Mohammad Amin Nejabat
Faculty of Civil Engineering, University Payam Noor of Shiraz, Iran
چکیده [English]

Cadmium is a heavy metal with many environmental degradation effects that is available in various industries. Considering the use of concrete as the most expensive construction materials, this study investigates the removal of heavy cadmium metal by concrete modified with bentonite, Bentonite, as a clay absorber from the clay family, has a Monte Morillonite. Bentonite has good absorption properties as well as good mixing with concrete materials. In recent years, the use of various wastes, including glass and bricks in concrete has been greatly appreciated. In this study, the construction and testing of green mixing concrete (concrete in accordance with the plan for the use of recycled materials and reducing environmental damage) using recyclable glass and brick materials. This concrete has non-structural standard concrete properties with bentonite. Green mixing concrete has the property of removing cadmium, one of the most hazardous materials and heavy metals. It is a concrete for use with various constructional concrete, and especially industrial sewage ponds.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cadmium
  • Concrete mixing green
  • Bentonite
  • Industrial sewage
  • Concrete
اسراری ا، "مهندسی محیط زیست"، تهران، انتشارات دانشگاه پیام نور، 1393.
امامی م، "حذف کادمیوم از فاضلاب با استفاده از بتن اصلاح شده با نانو ذره اکسید آهن و سبوس برنج"، مجموعه مقالات سومین کنفرانس بین ­المللی عمران معماری و توسعه شهری، دانشگاه شهید بهشتی تهران، 1394.
بذرافکن م، اسراری ا، "بررسی حذف فلز سنگین کروم (VI) از فاضلاب با استفاده از بتن اصلاح شده با جاذب کایولین، کنفرانس بین ­المللی عمران، معماری و شهرسازی ایران معاصر، تهران، دانشگاه اسوه، تهران، دانشگاه شهید بهشتی، 1396.
بیناب محوی ا، سعیدی ع، "بررسی کارایی الیاف طبیعی در حذف کادمیوم از پساب صنعتی"، مقاله علمی مجله آب و فاضلاب، 1381، 43.
توکلی د و، حیدری ع و، منصوری ز و، کریمی م، "بررسی استفاده از ضایعات آجرهای سفالی در بتن"، چهارمین کنفرانس ملّی بتن ایران، 1391.
سمیعی ­فرد ر، لندی ا، حجتی س، پوررضا ن، "تأثیر پیش ­تیمارهای حرارتی بر حذف کادمیوم، کبالت و روی از محلول­ های چند یونی با استفاده از کانی سپیولیت"، فصل­نامه علوم تکنولوژی محیط زیست، 1394.
رجب ­پور اشکیکی ع، گنجی­دوست ح، "جامدسازی و تثبیت خاک آلوده به فلزات سنگین با هدف کاهش آب­ شویی آلاینده­ ها به منابع آب"، کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دوره دوم، 1385.
کیانوش ش، "بنتونیت خاک با هزار نوع مصرف"، انتشارات گنج هنر، تهران، 1391.
مبحث پنجم مقررات ملّی ساختمان، مصالح ساختمانی، ویرایش چهارم، 1392.
مبحث نهم مقررات ملّی ساختمان، طرح و اجرای ساختمان بتن آرمه، ویرایش چهارم، 1392.
وهاب ­زاده ع، "شناخت محیط زیست زمین سیاره زنده"، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، 1382.
هیه ­زه و، "شناخت مصالح ساختمان" ترجمه: پرویز پارسی­ راد 1386 تهران، انتشارات سیمای دانش، 2004.
ASTM standard (American society for testing and materials)
Barakat MA, “New trends in removing heavy metals from industrial wastewater”, Arabian Journal of Chemistry, 2011, 4, 361-377.
Gupta V, Suhas K, “Application of low-cost adsorbents for dye removal a review”, Journal of Environmental Management, 2009, 90, 2313-2342.
zhai Y, Wei X, Zeng G, Chu K, “Study of adsorbent derived from sewage sludge for the removal of Cd2+ ,Ni2+, in aqueous solution”, Sep, Purification Technology, 38, 191-196, Seppur, 2003, 11, 007.