Kinetics of adsorption of lead onto low cost adsorbents: Comparison of linear and non-linear regression methods

Kurşunun düşük maliyetli absorbent ile absorbsiyonunun kinetiği: Doğrusal ve doğrusal olmayan regresyon modellerinin karşılaştırılması

Özet

Bu makalenin amacı, sıvı çözeltiden kurşun giderimini sağlamak amacıyla absorbentler olarak sıradankatı atıklardan (atık pillerin karbon çubukları, yumurta kabukları ve mısır koçanları) yararlanmaktır. Bu amaç için,kinetik modellerde yaygın olarak kullanılan doğrusal ve doğrusal olmayan modellerin karşılaştırılmıştır. Bu katıatıklar (atık kuru pillerin karbon çubukları, yumurta kabukları ve mısır koçanlar) Nijeryanın belli bölgelerindentoplanmıştır. Toplanan materyallar, distile su ile yıkanıldıktan sonra hava ile kurutulmuş ve toz haline getirildiktenİngiliz elek standartları ile sınıfandırılmıştır. Toz haline getirilen absorbentlerin absorbsiyon kapasiteleri, standartmetotlar kullanarak hazırlanan sentetik kurşun çözeltisi ile incelenmiştir. Absorbsiyon kapasiteleri, doğrusal vedoğrusal olmayan analiz teknikleri ile değerlendirilmiş, elde edilen sonuçlar istatistiksel olarak değerlendirilmiştir.Çalışma sonuçları, mikrograf ve absorbsiyon kapasitelerine bağlı olarak incelenen materyallerin, iyi absorbent- ler olduğunu göstermiştir. Yapılan istatistiksel değerlendirmeler sonucunda, doğrusal olmayan modellerin, yüksekMSC (2.54, 2.34 ve 2.57; 4.45, 4.15 and 4.22) and CD (0.960, 0.951 ve 0.961; 0.994, 0.992, 0.992); düşük hata(0.375, 0.325 and 0.213; 2.994, 2.604 and 2.909) and ki-kare değerleri (0.030, 0.030 ve 0.020; 0.180, 0.190 ve0.200) temelinde absorbsiyon kinetik modelleri (intra-partikül difüzyon ve pseudo ikinci mertebe) için kullanılanve absorbsiyon reaktörlerinin başarısızlığını önleyen en iyi metot olduğu saptanmıştır. Maaliyet analizi, bu ab- sorbentlerin diğer absorbentlerden (aktive edilmiş karbona dayalı atıklar (2.72 USD kg-1 ) ve buharlı taneli aktifkarbona dayalı seker kamışı (3.12 USD kg- 1 )) daha ucuz olduğunu göstermiştir.

Abstract

The purpose of this paper is to utilize common solid wastes (carbon rods from used batteries, eggshells and corn cobs) as adsorbents for lead removal from aqueous solution. For this purpose, linear and non-linearregression methods of widely used kinetics models were compared. Solid wastes (specifcally, egg shells, corn cobsand used dry batteries) were collected from selected location in Nigeria. The materials collected were washed withdistilled water, air-dried, ground into powder and classifed using British Standard sieve. The mineral contents ofthese adsorbents were determined. Adsorption capacities of powdered adsorbents were examined on synthetic leadsolution prepared by using standard method. The results of adsorption capacities analysed using linear and non-lin- ear techniques were evaluated statistically. The present study refected that these materials are good adsorbentsbased on the micrograph and adsorption capacities. In the result of the statistical evaluations, non-linear regressionmethod is the best method to be used for: analysis adsorption kinetics model(intraparticle diffusion and pseudo sec - ond order) based on high MSC (2.54, 2.34 and 2.57; 4.45, 4.15 and 4.22) and CD (0.960, 0.951 and 0.961; 0.994,0.992, 0.992); low error (0.375, 0.325 and 0.213; 2.994, 2.604 and 2.909) and Chi squared value (0.030, 0.030 and0.020; 0.180, 0.190 and 0.200) and determination of engineering parameters to prevent failure of adsorption reac - tors. Cost analysis showed that these adsorbents are cheaper compared to the cost of producing other adsorbentssuch as pen con shell based activated carbon (2.72 USD kg-1 ) and sugar cane based granular activated carbon bysteam (3.12 USD kg- 1 ).