Wpływ prowadzenia procesu modyfikacji węgla aktywnego WG-12 z udziałem ciepła Joule'a i powietrza na sorpcję Cr(III)

• Autorzy: Lach J. , Ociepa E.

Warianty tytułu

EN

Effect of the WG-12 active carbon modification process based on the Joule heat and the air on the sorption of Cr(III)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Węgle aktywne stosowane w technologii wody są najczęściej używane do usuwania związków organicznych. Można je jednak również wykorzystać do sorpcji zanieczyszczeń mineralnych m.in. metali ciężkich. Pojemności sorpcyjne węgli aktywnych w stosunku do tych zanieczyszczeń są niewielkie, ale również ich stężenia w wodach są małe. Dodatkowo można zwiększyć skuteczność usuwania metali ciężkich, poddając węgle aktywne modyfikacji. W artykule przedstawiono wyniki modyfikacji węgla aktywnego z udziałem ciepła Joule’a. Modyfikację prowadzono w reaktorze o wysokości h = 25 cm i średnicy d = 5,5 cm wypełnionym węglem aktywnym. Z dwóch stron reaktora przyłożono elektrody podłączone do źródła prądu stałego. Przepływowi prądu przez złoże towarzyszyło podwyższenie temperatury węgla aktywnego. Efekty modyfikacji oceniono na podstawie izoterm sorpcji Cr(III) każdorazowo dla trzech partii węgla aktywnego pobieranego z różnych wysokości złoża. W przypadku modyfikacji złoża w wyniku nagrzewania do 400°C i studzenia za pomocą przepływającego powietrza z intensywnością 40 dm3/h otrzymano znacznie większe pojemności sorpcyjne w stosunku do Cr(III), jeżeli pobierany jest węgiel z dolnej i środkowej części złoża. Węgiel z górnej części obniżył swe możliwości sorpcji kationu Cr(III). Prowadzenie procesu modyfikacji węgla aktywnego w dwóch cyklach nagrzewania i studzenia nie jest celowe. Uzyskane wartości sorpcji Cr(III) są większe niż w przypadku węgla niemodyfikowanego, ale mniejsze niż na węglach modyfikowanych w jednym cyklu. Przeanalizowano również zwiększenie prędkości przepływu powietrza podczas studzenia złoża z 40 do 80 dm3/h. Uzyskane wyniki sorpcji Cr(III) świadczą, że zmiana ilości powietrza w badanym zakresie nie wypłynęła w znacznym stopniu na parametry uzyskanego sorbentu.

EN

The activated carbons used in the water technology are the most frequently used to the removing of organic compounds. They can also be used to the adsorption of mineral pollutions among others heavy metals. The adsorption capacities of activated carbons in relation to these pollutions are slight and their concentrations in waters are also low. There also can be increased the efficiency of removing heavy metals by modifying activated carbons. In the article there have been presented the results of activated carbon modification with the usage of Joule heat. The modification was carried out in the reactor of the height: h = 25 cm and diameter: d = 5.5 cm filled with activated carbon. At two sides of the reactor there were put electrodes which were joined with direct current generator. The flow of the current through the deposit was accompanied by a rise in temperature of activated carbon. The effects of modification were evaluated on the basis of Cr(III) adsorption isotherms at each time on three parts of activated carbon taken from different heights of the deposit. In the case of deposit modification as the result of heating up to 400ºC and cooling down by means of flowing air with the intensity of 40 dm3/h there were obtained much higher adsorption capacities in relation to Cr(III) if carbon is taken from the bottom and the middle part of the deposit. The carbon from the high part of the deposit decreased its abilities of cation Cr(III) adsorption. The carrying out of the modification process of activated carbon in two cycles of heating up and cooling down is not advisable. The obtained Cr(III) adsorption results are higher than in the case of non-modified carbon, however, they are lower than on carbons modified in one cycle. There has been also analyzed the increasing of speed of air flow during the cooling down of the deposit from 40 to 80 dm3/h. The obtained results of Cr(III) adsorption prove that the change of air in the examined range did not have a great influence on the obtained sorbent.

Słowa kluczowe

PL

sorpcja; węgiel aktywny; modyfikacja; chrom

EN

sorption; activated carbon; modification; chromium

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 3, No. 1
• Strony: 165--170
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lach J.

• Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, tel./fax [phone]

autor

Ociepa E.

• Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, tel./fax [phone]

Bibliografia

• [1] Namasivayam C. i Kadirvelu K.: Uptake of mercury(II) from wastewater by activated carbon from an unwanted agricultural waste by-product: coirpith. Carbon, 1999, 37, 79-84.
• [2] Faur-Brasquet C., Kadirvelu K. i Le Cloirec P.: Removal of metal ions from aqueous solution by adsorption onto activated carbon cloths: adsorption competition with organic matter. Carbon, 2002, 40, 2387-2392.
• [3] Monser L. i Adhoum N.: Modified activated carbon for the removal of copper, zinc, chromium and cyanide from wastewater. Separat. Purificat. Technol., 2002, 26, 137-146.
• [4] Jankowska H., Świątkowski A., Starostin L. i Ławrinienko-Omecyńska J.: Adsorpcja jonów na węglu aktywnym. PWN, Warszawa 1991.
• [5] Strelko V. i Malik D.J.: Characterization and metal sorptive properties of oxidized active carbon. J. Colloid Interface Sci., 2002, 250, 213-220.
• [6] Lach J. i Kwiatkowska-Wójcik W.: Wpływ parametrów regeneracji węgli aktywnych stosowanych do uzdatniania na ich strukturę porowatą. Mat. Konf. nt. Węgiel aktywny w ochronie środowiska i przemyśle. Częstochowa 2004, 419-427.
• [7] Sikorska-Sobiegraj E. i Zieliński S.: Adsorpcja metali ciężkich na modyfikowanym węglu aktywnym. Przem. Chem., 2006, 85(3), 189-192.
• [8] Rivera-Utrilla J. i Sanchez-Polo M.: Adsorption of Cr(III) on ozonised activated carbon. Importance of Cπ-cation interactions. Water Res., 2003, 37, 3335-3340.
• [9] Soo-Jin Park i Woo-Young Jung: Adsorption Behaviors of chromium(III) and (VI) on Electroless Cu-Plated Activated Carbon Fibers. J. Colloid Interface Sci., 2001, 243, 316-320.
• [10] An H.K., Park B.Y. i Kim D.S.: Carbon shell for the removal of heavy metals from aqueous solution. Water Res., 2001, 35(15), 3551-3556.
• [11] Lach J., Ociepa E. i Stępniak L.: Sorpcja metali ciężkich na utlenionych węglach aktywnych. Inż. Ochr. Środow., 2006, 9(2), 161-171.
• [12] Dębowski Z., Lach J. i Ociepa E.: Wpływ własności fizyczno-chemicznych węgli aktywnych na usuwanie chromu (III) i (VI) z wody. Ochr. Środow., 1997, 3(66), 47-50.