Αξιοποίηση φλοίδας μήλου ως προσροφητικού μέσου για παραγωγή φίλτρων καθαρισμού νερού

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή μελέτη διεξήχθη προκειμένου να διαπιστωθεί η αποτελεσματικότητα χρήσης αποβλήτων του αγροδιατροφικού τομέα, συγκεκριμένα φλοίδων μήλου, ως προσροφητικά μέσα για την απορρύπανση υδατικών διαλυμάτων. Αναλυτικότερα, παρασκευάστηκαν δείγματα φλοίδας μήλου σε αναλογίες 100%w./w. φλοίδα μήλου, 80-20% w./w. φλοίδα μήλου-ζεόλιθος και 50-50% w./w. φλοίδα μήλου-ζεόλιθος. Στα δείγματα έγινε χημική ενεργοποίηση με HCL σε τρεις διαφορετικές συγκεντρώσεις 3Μ, 6M και 8Μ. Εν συνεχεία, μελετάται η προσρόφηση της χρωστικής του κυανού του μεθυλενίου στα ανωτέρω δείγματα και συγκρίνεται με το ζεόλιθο. Στα πειραματικά δεδομένα της προσρόφησης εφαρμόζονται τέσσερα διαφορετικά κινητικά μοντέλα: ψευδό-πρώτης τάξεως, Ψευδο-δεύτερης τάξεως, Elovich και ενδοσωματιδιακής διαχύσεως. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η σειρά προσροφήσεως των δειγμάτων στις 24 ώρες αυξάνεται ως εξής: Β1 (50-50 % w./w. φλοίδα μήλου-ζεόλιθος, 3M)> Β3 (50-50 % w./w. φλοίδα μήλου-ζεόλιθος, 8M)> Α1 (100% w./w. φλοίδα μήλου, 3M)> Β2 (50-50 % w./w. φλοίδα μήλου-ζεόλιθος, 6M)> Α2 (100 % w./w. φλοίδα μήλου-ζεόλιθος, 6M)> Γ3 (80-20 % w./w. φλοίδα μήλου-ζεόλιθος, 8M) > Γ1 (80-20 % w./w. φλοίδα μήλου-ζεόλιθος, 3M) > Γ2 (80-20 % w./w. φλοίδα μήλου-ζεόλιθος, 6M) > Α3(100 % w./w. φλοίδα μήλου, 8M). Στις 24 ώρες το σύνθετο υλικό Β1 (50% φλοίδα μήλου - 50% ζεόλιθος, 3M) παρουσιάζει μέγιστη προσρόφηση ίση με 99.38%. Από τα αποτελέσματα της κινητικής ανάλυσης που εφαρμόστηκαν στα πειραματικά δεδομένα παρατηρούμε ότι όλα τα υλικά ακολουθούν κινητική δεύτερης τάξεως που σημαίνει ότι η προσρόφηση του ΜΒ στα υλικά γίνεται με χημικό τρόπο.

In the present study, samples of apple peels (as food industry by-product) and zeolite are prepared in proportions of 100% w/w apple peels, 80%-20% w/w apple peel-zeolite and 50%-50% w/w apple peel-zeolite. The samples are chemically activated with HCL at three different concentrations of 3M, 6M and 8M. The adsorption of methylene blue pigment in the above samples is studied and compared. Four different kinetic models were applied to the experimental adsorption data: pseudo-first order, pseudo-second order, Elovich and Intraparticle diffusion. The results show that the order of adsorption of the samples in the first 24 hours increased as follows: Β1 (50-50 % w./w. apple peels-zeolite, 3M)> Β3 (50-50 % w./w. apple peels-zeolite, 8M)> Α1 (100% w./w. apple peels, 3M)> Β2 (50-50 % w./w. apple peels-zeolite, 6M)> Α2 (100 % w./w. apple peels-zeolite, 6M)> Γ3 (80-20 % w./w. apple peels-zeolite, 8M) > Γ1 (80-20 % w./w. apple peels-zeolite, 3M) > Γ2 (80-20 % w./w. apple peels-zeolite, 6M) > Α3(100 % w./w. apple peels, 8M). The compound material Β1 (50% apple peel - 50% zeolite, 3M) presented the highest adsorption at 99.38%. By the kinetic analysis results applied to the experimental data we observe that all materials follow the second order kinetics which means that the absorption of methylene blue pigment in the materials is done in a chemical way.