Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Archives of Mining Sciences

1 2011

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: Cu2+ and Mn2+ ions

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Numerical modeling of Cu2+ and Mn2+ ions biosorption by aspergillus niger fungal biomass in a continuous reactor

Shabani K. S., Aredejani F. D., Singh R. N., Marandi R., Soleimanyfar H.

Archives of Mining Sciences

2011

Vol. 56, no 3

461-476

This paper attempts to model the biosorption of copper and manganese ions from acid mine drainage (AMD) at Sarcheshme porphyry copper mine using Aspergillus Niger fungal. A numerical finite volume model has been developed using PHOENICS multi-purpose commercial software. The model was first calibrated using analytical equation. The contaminant transport model consists of advection and dispersion processes without adsorption and taking linear adsorption into consideration. The numerical model was then used to simulate a mass transport problem including non-linear adsorption process with Langmuir isotherm and Yoon-Nelson pseudo second order kinetics model. The results obtained from the numerical model were compared with the breakthrough curves of a Lab test at three different flow rates of 2, 4 and 6 (mL/min) in a continuous reactor. In the non-linear adsorption case, there exist a good fitting between numerical model and laboratory breakthrough curves. The results show that the increase in the flow rate, increased the contact time between biomass and AMD flow in the reactor and accordingly biomass (adsorbent) was saturated faster in increasing flow rate; leading to increase the fitting between modeling and experimental breakthrough curves. A sensitivity analysis of the major parameters that influence the biosorption process has been carried out in this paper. It was found that the biosorption process is most sensitive to the maximum adsorption capacity. Its lower values resulted in steeper breakthrough curves and causing delays in biosorption mechanisms. The model is also sensitive to the reactor length. The increase in the reactor length considerably increases the biosorption process. The results of model presented here can be used in designing an appropriate remediation strategy based on adsorption process for treatment of AMD containing toxic metals.

W pracy podjęto próbę modelowania procesu biosorpcji jonów miedzi i manganu z kwaśnych wód kopalnianych (AMD) w kopani porfiru i miedzi w Sarchesme, przy użyciu grzybów Aspergillus Niger. Opracowano numeryczny model z wykorzystaniem metody objętości skończonych przy pomocy wielozadaniowego komercyjnego programu PHOENICS. Model został następnie skalibrowany w oparciu o równania analityczne. Model transportu zanieczyszczeń obejmuje procesy adwekcji i dyspersji bez adsorpcji, z uwzględnieniem adsorpcji liniowej. Model numeryczny został następnie wykorzystany do symulacji procesów transportu masy, łącznie z procesami adsorpcji nieliniowej opisanej izotermą Langmuira i modelem kinetycznym pseudo-drugiego rzędu Yoon-Nelsona. Wyniki modelowania numerycznego zostały następnie porównane z krzywą bazową otrzymaną w badaniach laboratoryjnych dla trzech wartości natężenia przepływu: 2, 4, 6 mL/min w reaktorze ciągłym. W przypadku adsorpcji nieliniowej, obserwujemy dobrą zgodność modelu numerycznego z krzywymi sorpcji otrzymanymi a z badań laboratoryjnych. Wyniki wskazują, że zwiększenie natężenia przepływu powoduje wydłużenie czasu kontaktu pomiędzy biomasą a kwaśnymi wodami kopalnianymi w reaktorze a biomasa (adsorbent) szybciej ulega nasyceniu przy zwiększonych natężeniach przepływu, dając lepszą zgodność pomiędzy krzywymi otrzymanymi z modelowania i z badań laboratoryjnych. Przeprowadzono analizę wrażliwości głównych parametrów wpływających na przebieg procesu biosorpcji. Stwierdzono, że proces biosorpcji wykazuje największą wrażliwość na zmiany maksymalnej zdolności adsorpcyjnej. Jej niższe wartości dają bardziej stromo nachylone krzywe, co oznacza opóźnienia mechanizmu biosorpcji. Model jest także wrażliwy na zmiany długości reaktora. Znaczne zwiększenie długości reaktora prowadzi do zwiększenia procesu biosorpcji. Przedstawione w pracy wyniki modelowania mogą być wykorzystane przy projektowaniu strategii oczyszczania kwaśnych wód kopalnianych zawierających metale toksyczne w oparciu o procesy adsorpcji.