التحليلات الكيميائية والبنية الدقيقة لإزالة المعادن الثقيلة من وسط الماء عن طريق الترشيح الغشائي الخزفي
Title Chemical and microstructural analyses for heavy metals removal from water media by ceramic membrane filtration
الباحث الرئيس عبدالقادر توفيق احمد عبدالله
التخصص: الهندسة المدنية
التخصص الدقيق: الهندسه البيئيه
المستخلص: تهدف هذه الدراسة إلى التحقق من قدرة الترشيح الغشائي الخزفي منخفض التكلفة في إزالة ثلاثة معادن ثقيلة شائعة وهي ؛ Pb2 + و Cu2 + و Cd2 + من الوسائط المائية. يشمل العمل تصنيع أغشية خزفية بأبعاد 15 × 15 سم وسمك 2 سم. صنعت الأغشية من مواد منخفضة التكلفة من الطين المحلي مختلطة بنسب مختلفة من نشارة الخشب 0.5٪ و 2.0٪ و 5.0٪. تميز الطين المستخدم بتحليل XRD و X-ray fluorescence. تم تحضير المحاليل المائية للمعادن الثقيلة في المختبر وتصفيتها من خلال أغشية السيراميك. تمت دراسة تأثير العوامل الرئيسية مثل الأس الهيدروجيني ، رأس ضغط القيادة الأولي ، وتركيز المعادن الثقيلة على كفاءة إزالتها بواسطة الأغشية الخزفية. تم جمع عينات المياه قبل وبعد عملية الترشيح وتم تحديد تراكيز المعادن الثقيلة بالتحليل الكيميائي. علاوة على ذلك ، تم إجراء تحليل مجهرية باستخدام المجهر الإلكتروني المسح (SEM) على أغشية السيراميك قبل وبعد عملية الترشيح. أظهرت نتائج التحليل الكيميائي كفاءة إزالة عالية تصل إلى 99٪ للمعادن الثقيلة المعنية. وافقت صور SEM على هذه النتائج من خلال إظهار أيونات معدنية كثيفة على جوانب المسام الداخلية لأغشية السيراميك.
Abstract: This study aims to investigate the ability of low cost ceramic membrane filtration in removing three common heavy metals namely; Pb2+, Cu2+, and Cd2+ from water media. The work includes manufacturing ceramic membranes with dimensions of 15 by 15 cm and 2 cm thickness. The membranes were made from low cost materials of local clay mixed with different sawdust percentages of 0.5%, 2.0%, and 5.0%. The used clay was characterized by XRD and X-ray fluorescence analysis. Aqueous solutions of heavy metals were prepared in the laboratory and filtered through the ceramic membranes. The influence of the main parameters such as pH, initial driving pressure head, and concentration of heavy metals on their removal efficiency by ceramic membranes was investigated. Water samples were collected before and after the filtration process and their heavy metal concentrations were determined by chemical analysis. Moreover, a microstructural analysis using scanning electronic microscope (SEM) was performed on ceramic membranes before and after the filtration process. The chemical analysis results showed high removal efficiency up to 99% for the concerned heavy metals. SEM images approved these results by showing adsorbed metal ions on sides of the internal pores of the ceramic membranes.