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OPTIMIZATION OF THE BIOSORPTION OF Cr3+, Cd2+ AND Pb2+ USING A NEW BIOWASTE: Zea mays SEED CHAFF
(2016)
This study highlights the potential use of yellow Zea mays seed chaff (YZMSC) biomass as a biosorbent for the removal of Cr3+, Cd2+ and Pb2+ ions from aqueous solutions. Fourier transformed Infrared analysis of the biomass suggests that YZMSC biomass is basically composed of cellulose and methyl cellulose. The biosorption capacities, q(max), of YZMSC biomass for Cr3+, Cd2+ and Pb2+ are 14.68, 121.95 and 384.62 mg/g respectively. Biosorption equilibrium was achieved at 20, 30 and 60 min for Cr3+, Cd2+ and Pb2+ respectively. YZMSC biomass was found to have higher biosorption capacity and overall kinetic rate of uptake for Pb2+ than for Cd2+ and Cr3+. However, Cr3+ had better initial kinetic rate of uptake by the biomass than Pb2+ and Cd2+. The Freundlich equilibrium isotherm model was found to describe equilibrium data better than Langmuir model suggesting that biosorption of these metal ions could be on more than one active site on the surface of YZMSC biomass. Kinetic study predicted the pseudo-second kinetic model as being able to better describe kinetic data obtained than either modified pseudo-first order or Bangham kinetic models. Biosorption of Cr3+, Cd2+ and Pb2+ onto YZMSC biomass was endothermic in nature with large positive entropy values. Biosorption of these metal ions onto YZMSC biomass was observed to be feasible and spontaneous above 283 K. Optimization of biomass weight for the removal of these metal ions suggest that 384 kg, 129 kg and 144 kg of YZMSC biomass is required for the removal of 95% of Cr3+, Cd2+ and Pb2+ metal ions respectively from 100 mg/L of metal ions in 10 tonnes of aqueous solutions.
Die Projektierung und Abwicklung sowie die statische und dynamische Analyse von Geschäftsprozessen im Bereich des Verwaltens und Regierens auf kommunaler, Länder- wie auch Bundesebene mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechniken beschäftigen Politiker und Strategen für Informationstechnologie ebenso wie die Öffentlichkeit seit Langem.
Der hieraus entstandene Begriff E-Government wurde in der Folge aus den unterschiedlichsten technischen, politischen und semantischen Blickrichtungen beleuchtet.
Die vorliegende Arbeit konzentriert sich dabei auf zwei Schwerpunktthemen:
• Das erste Schwerpunktthema behandelt den Entwurf eines hierarchischen Architekturmodells, für welches sieben hierarchische Schichten identifiziert werden können. Diese erscheinen notwendig, aber auch hinreichend, um den allgemeinen Fall zu beschreiben.
Den Hintergrund hierfür liefert die langjährige Prozess- und Verwaltungserfahrung als Leiter der EDV-Abteilung der Stadtverwaltung Landshut, eine kreisfreie Stadt mit rund 69.000 Einwohnern im Nordosten von München. Sie steht als Repräsentant für viele Verwaltungsvorgänge in der Bundesrepublik Deutschland und ist dennoch als Analyseobjekt in der Gesamtkomplexität und Prozessquantität überschaubar.
Somit können aus der Analyse sämtlicher Kernabläufe statische und dynamische Strukturen extrahiert und abstrakt modelliert werden.
Die Schwerpunkte liegen in der Darstellung der vorhandenen Bedienabläufe in einer Kommune. Die Transformation der Bedienanforderung in einem hierarchischen System, die Darstellung der Kontroll- und der Operationszustände in allen Schichten wie auch die Strategie der Fehlererkennung und Fehlerbehebung schaffen eine transparente Basis für umfassende Restrukturierungen und Optimierungen.
Für die Modellierung wurde FMC-eCS eingesetzt, eine am Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik GmbH (HPI) im Fachgebiet Kommunikationssysteme entwickelte Methodik zur Modellierung zustandsdiskreter Systeme unter Berücksichtigung möglicher Inkonsistenzen (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Werner Zorn [ZW07a, ZW07b]).
• Das zweite Schwerpunktthema widmet sich der quantitativen Modellierung und Optimierung von E-Government-Bediensystemen, welche am Beispiel des Bürgerbüros der Stadt Landshut im Zeitraum 2008 bis 2015 durchgeführt wurden. Dies erfolgt auf Basis einer kontinuierlichen Betriebsdatenerfassung mit aufwendiger Vorverarbeitung zur Extrahierung mathematisch beschreibbarer Wahrscheinlichkeitsverteilungen.
Der hieraus entwickelte Dienstplan wurde hinsichtlich der erzielbaren Optimierungen im dauerhaften Echteinsatz verifiziert.
[ZW07a] Zorn, Werner: «FMC-QE A New Approach in Quantitative Modeling», Vortrag anlässlich: MSV'07- The 2007 International Conference on Modeling, Simulation and Visualization Methods WorldComp2007, Las Vegas, 28.6.2007.
[ZW07b] Zorn, Werner: «FMC-QE, A New Approach in Quantitative Modeling», Veröffentlichung, Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik an der Universität Potsdam, 28.6.2007.