fa بررسی تاثیر غلظت و نرخ جریان ورودی به ستون بستر ثابت بر روی عملکرد جذب زیستی نیکل توسط جلبک قهوه‌ای پروتونه شده‌ Cystoseira indica و مدل‌سازی نتایج تجربی عمومى General پژوهشي Research <div align="justify" style="direction: rtl">زمینه و هدف: جذب زیستی یک فناوری جدید و ارزان جهت حذف و بازیابی فلزات سنگین از محلول‌های آبی است. به منظور بررسی پتانسیل این روش در حذف یون‌های نیکل، جذب زیستی نیکل از محلول‌های آبی توسط زیست‌توده‌ Cystoseira indica در یک ستون بستر ثابت بررسی شد. روش بررسی: میزان جذب یون‌های نیکل توسط جاذب زیستی پروتونه شده در غلظت‌ و نرخ جریان‌های ورودی متفاوت، مورد بررسی قرار گرفت. هم‌چنین، منحنی شکست بدست آمده تحت یک شرایط آزمایشگاهی مشخص، با استفاده از مدل-های Thomas، Yoon & Nelson، Dose-Response و Belter مدل‌سازی شد. یافته‌ها: نتایج بدست آمده نشان داد افزایش غلظت ورودی به ستون از 58 تاmg/L 100، باعث افزایش نیروی محرکه‌ انتقال جرم شده و ظرفیت جذب جاذب از 55/84 بهmg/g95/69 افزایش می‌یابد. بررسی اثر نرخ جریان نشان داد هنگامی‌که فرآیند توسط انتقال جرم داخلی کنترل می‌شود، نرخ جریان‌های پایین مطلوب است. در مورد کنترل فرآیند توسط انتقال جرم خارجی، نرخ جریان‌های بالا باعث کاهش مقاومت لایه‌ نازک سیال اطراف جاذب شده و باعث افزایش انتقال جرم می‌شوند. مدل‌سازی داده‌های آزمایشگاهی، نشان داد مدل‌های فوق‌الذکر، به ویژه مدل Dose-Response، برای پیش‌بینی منحنی‌های شکست مناسب هستند. بررسی pH محلول خروجی از ستون نشان داد که مکانیسم تبادل یونی یکی از مکانیسم‌های اصلی در جذب زیستی نیکل توسط این جاذب است. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش تکمیل‌کننده‌ آزمایش‌های جذب ناپیوسته‌ تعادلی است. لذا، از نقطه‌نظر فرآیندی، این زیست‌توده می‌تواند در ستون‌های جذب به عنوان جاذب یون‌های نیکل مطرح باشد.</div> Background and Objectives: Biosorption is a new and inexpensive technique in heavy metals removal and recovery from aqueous solutions. In order to evaluate the potential of this method for the removal of nickel ions, biosorption of nickel ions from aqueous solution was studied using Cystoseira indica biomass in a packed bed column. Materials and Methods: The uptake capacity of nickel ions was investigated using protonated biomass at different influent concentrations and flow rates. In addition, the experimental breakthrough curve obtained under definite experimental conditions was modeled using Thomas, Yoon & Nelson, Dose-Response, and Belter models. Results: It was found that increasing influent concentration from 58 to 100 mg/l led to the increase of driving force for mass transfer and uptake capacity raised from 55.84 to 95.69 mg/g. The investigation of flow rate effect showed when the process is intraparticle mass transfer controlled, a slower flow rate favors the sorption. In the case of external mass transfer control, a higher flow rate decreases the film resistance and leads to an increase in mass transfer. Modeling the experimental data revealed that the abovementioned models were suitable to predict the breakthrough curves, especially Dose-Response. Measurement of pH of the effluent solution indicated that ion exchange is one of the main mechanisms of nickel biosorption using this biosorbent. Conclusion: The results of this study are complementary of the batch equilibrium sorption experiments. Therefore, from process viewpoint, this biomass can be proposed in the sorption columns as a sorbent for nickel ions. جذب زیستی, ستون بستر ثابت,‌ نیکل,‌ جلبک, مدل‌سازی Biosorption, Fixed bed column, Nickel, Alga, Modeling 417 430 http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2521-2&slc_lang=fa&sid=1 Ali Reza Keshtkar علیرضا کشتکار akeshtkar@aeoi.org.ir Yes Nuclear Fuel Cycle School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, Tehran, Iran دانشیار پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران Hossein Dastebashi حسین دسته‌باشی No Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران Morteza Ghasemi Torkabad مرتضی قاسمی ترک‌آباد No Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, Tehran, Iran پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای،سازمان انرژی اتمی ایران، تهران Mohammad Ali Moosavian محمدعلی موسویان No Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran استاد دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران