KFUPM ePrints

Pulsed-Electrokinetic Remediation of Mixed Heavy Metals Contaminated Soil

l Pulsed-Electrokinetic Remediation of Mixed Heavy Metals Contaminated Soil. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF
5Mb

Arabic Abstract

ملخص الرسالة الاسم الكامل:عبدالله كيلاكو عثمان عنوان الرسالة:معالجة التربة الملوثة بخليط من المعادن الثقيلة بإستخدام تقنية التيار الحركي التخصص:الهندسة المدنية تاريخ الدرجة العلمية: إبريل 2015 م في هذا البحث، تم دراسة معالجة التربة الملوثة بخليط من المعادن الثقيلة بإستخدام تقنية التيار الحركي حيث أجريت 13 تجربة بناء علي تصميم مربع بونكين لدراسة تأثير ثلاثة عوامل وهي كالتالي: تدرج الجهد الكهربائي، نبض التيار الكهربائي، و نسبة خلط البنتونايت الى الطين على استهلاك الطاقة الكهربائية ونسبة الإزالة عند معالجة التربة الملوثة بخليط من المعادن الثقيلة (الكروميوم، الكادميوم، النحاس، الزئبق، والرصاص). صممت هذه التجارب باستخدام برنامج وكل تجربة تم تشغيلها لمده ثلاثة اسابيع مع تراكيز اولية ثابتة للمعادن الثقيلة 100 ملجم/ لتر من كل عنصر. تم عمل نموذج لدراسة تأثير كفاءه إزالة المعادن الثقيلة من التربة الملوثة و نسبة استهلاك الطاقة الكهربائية بتدرج الجهد الكهربائي، نبض التيار الكهربائي، و نسبة الخلط بين كل من الطين والبنتونايت بإستخدام النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب المعملية. حيث انه وجد ان كفاءة إزالة الملوثات و معدل استهلاك الطاقة الكهربائية تتأثربدرجة رئيسية بعامل تدرج الجهد الكهربائي متبوعا بتغير نسبة خلط البنتونايت الى الطين يليها عامل نبض التيار الكهربائية. و بإستخدام اسلوب التحسين العددي تم التوصل الى ان القيمة المثالية لاستهلاك الطاقة الكهربائية كانت 308 كيلوات ساعة /م3 من التربة المعالجة مع نسبة إزالة لكل من الكادميوم، الكروميوم، النحاس، الزئبق والرصاص كالتالي: 27.16، 92.78، 54.71، 43.58 و 16.43 على الترتيب، عند الظروف الآتيه: نسبة خلط البنتونايت الى الطين(0.1, 0.3 ,0.5)، تدرج الجهد الكهربائي (0.2,0.4,0.6)، نبض التيار الكهربائي( 0.9, 0.7 ,0.5 ). حيث وجد انه كلما زادت نسبة البنتونايت الى الطين نقصت كفاءة المعالجة بالطاقة الكهربائية وذلك يعزى الى المساحة السطحية الكبيرة للبنتونايت والتي تكون مفضلة في عملية المعالجة بالامتصاص، بينما الزيادة في كل من تدرج الجهد الكهربائي و نبض التيار الكهربائي تؤدي الى زيادة في كفاءة المعالجة بالطاقة الكهربائية مع زيادة في استهلاك الطاقة الكهربائية. وجد ايضا انه مع الزيادة في الجهد الكهربائي هنالك زيادة في خاصية التوصيل الكهربائي للتربة و درجة الحموضة.

English Abstract

ABSTRACT Full Name : [Abdullahi Kilaco Usman] Thesis Title : [Pulsed-Electrokinetic Remediation of Mixed Heavy Metals Contaminated Soil] Major Field : [Civil and Environmental Engineering] Date of Degree : [April, 2015] Electrokinetic study was carried out to investigate the effect of voltage gradient, pulse duty cycle and bentonite/clay ratio on the energy consumption and removal efficiencies of mixed heavy metals (Cr, Cd, Cu, Hg and Pb) contaminated soil. Thirteen (13) experiments were conducted based on Box-Behnken Design and each experiment lasted for 3 weeks at an initial heavy metals concentration of 100mg/l each. The results were used in modeling of heavy metals removal efficiencies and energy consumption of the process with the aid of Design Expert Software. The overall sequence of factors degree of influence on the investigated responses is Voltage gradient >Bentonite/clay> Pulse duty cycle. Numerical Optimization reveals the optimum energy consumption of 308kwh/m3 of treated soil and removal efficiency for Cd, Cr, Cu, Hg, and Pb were arrived at 27.16, 92.78, 54.71, 43.58 and 16.43 respectively at operating conditions of bentonite/clay ratio of 0.1, 0.3 and 0.5, voltage gradient of 0.2, 0.4 and 0.6 and pulse duty cycle of 0.5, 0.7 and 0.9. Increase in bentonite ratio was found to decrease removal efficiency due to its high surface area favoring adsorption while increases in voltage gradient and pulse duty cycle were found to increase the removal efficiency. Increase in both voltage gradient and pulse duty cycle was found to increase the energy consumption but bentonite ratio was found to have little or no effect on it. Voltage gradient increase was also found to increase the electrical conductivity and pH of the soil



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Chemistry
Environmental
Civil Engineering
Civil Engineering > Water and Environmental Engineering
Engineering
Chemical Engineering
Research
Math
Divisions:College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Committee Advisor:A. Bukhari, Alaadin
Committee Members:Al-Malack, Muhammad Hassan and Dalhat, Nuhu Muazu
ID Code:139516
Deposited By:ABDULLAHI USMAN (g201201640)
Deposited On:19 Apr 2015 11:35
Last Modified:19 Apr 2015 11:35

Repository Staff Only: item control page