REMOVAL OF SOME METAL IONS
FROM AQUEOUS SOLUTIONS USING ULTRA VIOLET AND ELECTRON
BEAM RADIATION
*
EZZ EL-DIN, M.R. and EL-GENDY, N.*
National Centre
for Nuclear Safety and Radiation Control and
* National Centre for Radiation Research and Technology, AEA, Egypt.
Key words: Ions removal, Heavy metals, Electron beam (E.B), UV/TiO2 .
إزالة أيونات بعض الفلزات من المحاليل المائية بإستخدام الأشعة
فوق البنفسجية و الفيض الإلكترونى
محمد رضا عز الدين و نعيمة الجندى
خلاصـــة
تعد طريقة استخدام حزمة الأشعة الالكترونية أحد التقنيات الهامة فى معالجة وتنقية المياه الملوثة التى تحتوى على ايونات العناصر الثقيلة. ولإزالة تلك الايونات، فان هذا يتطلب كمية كبيرة من الطاقة الممتصة مما يؤدى بالتالى إلى زيادة تكلفة تنقية المياه، لذلك فان هذه الدراسة تهدف إلى تقديم طريقة لخفض الطاقة المستخدمة من الأشعة الالكترونية فى معالجة المياه الملوثة وذلك بتعريض المحاليل الخاضعة للمعالجة إلى الأشعة فوق البنفسجية فى وجود أكسيد التيتانيوم كعامل محفز قبل تعرضها لحزمة الأشعة الالكترونية. تمت هذه الدراسة على محاليل تحتوى على ايونات الكوبالت و النحاس والاسترانشيوم بطرق مختلفة. فى الطريقة الأولى، تم تعريض محاليل ايونات النحاس والاسترانشيوم و الكوبالت الى جرعات من الأشعة الالكترونية تتراوح من 25 إلى 150 كيلوجراى وفى الطريقة الثانية، تم إضافة معلق من أكسيد التيتانيوم الى المحاليل المستخدمة قبل تعرضها إلى الأشعة فوق البنفسجية ثم تعريضها بعد ذلك إلى نفس الجرعات من الأشعة الالكترونية. أما فى الطريقة الثالثة، فتم إضافة ايون الكروم السداسى مع معلق من أكسيد التيتانيوم الى المحاليل المستخدمة قبل تعريضها إلى الأشعة فوق البنفسجية ثم تعريضها بعد ذلك إلى نفس الطاقات من الجرعات من الإشعاعية الالكترونية.
أظهرت النتائج أن نسبة إزالة عناصر النحاس والاسترانشيوم والكوبالت كانت على الترتيب 89 %، 85 %، 47 % فى الحالة الأولى وفى الحالة الثانية لوحظ ان نسبة إزالة ايونات النحاس والاسترانشيوم لم تتغير عن الحالة الأولى بينما زادت نسبة إزالة ايونات الكوبالت الى 75%. أما فى الحالة الثالثة فلوحظ أن نسبة إزالة ايونات النحاس والاسترانشيوم لم تتغير عن الحالة السابقة بينما زادت نسبة إزالة ايونات الكوبالت الى 98%. بمقارنة نسب إزالة ايون الكوبالت فى الحالات الثلاثة نجد انه فى الحالة الثانية انخفضت كمية الطاقة المستخدمة لإزالة نفس الكمية من ايونات الكوبالت بنسبة 40% مقارنتا بالحالة الأولى وفى الحالة الثالثة انخفضت كمية الطاقة المستخدمة لإزالة نفس الكمية من ايونات الكوبالت بنسبة 68%، لذلك توصى الدراسة بإتباع أى من الطريقتين الثانية أو الثالثة فى حالة معالجة المحاليل الملوثة بايونات الكوبالت لتوفير الطاقة المستخدمة ومن ثم تقليل التكلفة.
ABSTRACT
The electron beam (E.B) process has been used for purification of wastewater containing heavy metal ions. To achieve complete removal of some metal ions from aqueous wastes by electron beam, high absorbed doses may be necessary, which may be expensive. The aim of this study is to achieve low adsorbed doses in the electron beam technique by introducing ultraviolet-irradiation of a TiO2 as a catalyst suspended in the treated solutions. The experiments were carried out on aliquots containing Cu(II), Sr(II) and Co(II) ions, that were treated with E.B at varying absorbed doses; from 25 KGy to 150 KGy. The experimental results showed that the percentage removal of Cu(II), Sr(II) and Co(II) were 89%, 85 % and 47%, respectively, at 125 KGy. In the presence of TiO2 suspension and exposure the investigated solutions to ultraviolet ray before irradiation by the E.B, the percentage removal of Co(II) was 75%, while the percentage removal of both Cu(II) and or Sr(II) did not improve. By adding Cr(VI) to the treated solutions before irradiation by E.B, the percentage removal of Co(II) was increased to 98% at 125 KGy, while the percentage removal of both Cu(II) and Sr(II) did not change. From these data, it is clear that in case of Co(II) solution, to which TiO2 suspension was added and was subjected to UV radiation, the energy needed to remove the same amount of Co(II) was decreased by 40%. By adding Cr(VI) to the previous Co(II) solution, the energy needed to remove the seam amount of Co(II) was reduced by 68%. Therefore, it is recommended that the method involving addition of both UV/TiO2 suspension and Cr(VI) before electron beam irradiation was more suitable for the removal of Co(II) ions from aqueous waste solutions.
