Wykorzystanie procesów sorpcyjnych w oczyszczaniu wód z substancji ropopochodnych

• Autorzy: Gąsior D. , Kirejczyk E.

Warianty tytułu

EN

The application of sorption processes in water purification from petroleum substances

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stopień zanieczyszczenia środowiska substancjami ropopochodnymi wzrasta wraz z rozwojem przemysłu wydobywczego ropy naftowej i jest ściśle powiązany z intensywnym rozwojem cywilizacyjnym oraz wzrostem jakości życia mieszkańców miast i gmin. Wykorzystanie procesów adsorpcyjnych stanowi bardzo dobrą metodę oczyszczania wód oraz ścieków ze związków pochodzenia naftowego z uwagi na ich wysoką efektywność oraz prostotę zastosowania. W pracy scharakteryzowano zjawisko adsorpcji pod kątem jego wykorzystania w oczyszczaniu wód oraz ścieków. Dokonano również przeglądu materiałów adsorpcyjnych, w którym omówiono naturalne i syntetyczne adsorbenty organiczne oraz nieorganiczne wykazujące duży potencjał sorpcyjny w zakresie usuwania zanieczyszczeń ropopochodnych. Ponadto, porównano właściwości sorpcyjne adsorbentu na bazie węgla aktywnego z alternatywnym materiałem sorpcyjnym, wykazując duży potencjał zastosowania surowców odpadowych w procesach adsorpcji substancji olejowych.

EN

Degree of environmental pollution by petroleum hydrocarbons increases with the development of the petroleum mining industry and is closely related to the rapid development of civilization and an increase of the life quality the inhabitants of cities and communes. The use of adsorption processes is a very good method for water and wastewater purification from petroleum compounds due to their high effectiveness and simplicity of use. The paper characterizes the phenomenon of adsorption in terms of its application in water and wastewater purification. Besides, the review of sorption materials was performed. Natural and synthetic, organic and inorganic adsorbents which showing great sorption potential for petroleum compounds removal, were described. In addition, the sorption properties of active carbon and alternative adsorptive material were compared. It was proved that waste raw materials have high application potential at the oily substances adsorption.

Słowa kluczowe

PL

zanieczyszczenie wód; substancja ropopochodna; proces oczyszczania; sorpcja; efektywność; szybkość procesu; sorbent naturalny; sorbent organiczny; węgiel aktywny; słoma jęczmienna; słoma modyfikowana chemicznie

EN

water pollution; petroleum derivative; purification process; sorption; effectiveness; process rate; natural sorbent; organic sorbent; activated carbon; barley straw; chemically modified straw

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 8, nr 21
• Strony: 7--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 50 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Gąsior D.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych, Opole

autor

Kirejczyk E.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych, Opole

Bibliografia

• [1] Obuekwe Ch.O., Al-Jadi Z.K., Al-Saleh E.S., Hydrocarbon degradation in relation to cell-surface hydrophobicity among bacterial hydrocarbon degraders from petroleum-contaminated Kuwait desert environment, „International Biodeterioration and Biodegradation” 2009, Vol. 63, s. 273–279.
• [2] PN-EN ISO 9377–2:2003 – Jakość wody – oznaczanie indeksu oleju mineralnego. Część 2 – Metoda z zastosowaniem ekstrakcji rozpuszczalnikiem i chromatografii gazowej.
• [3] Pijarowski P., Tic W., Sorbenty jako materiały pomocnicze w zbieraniu substancji niebezpiecznych podczas działań Ratownictwa Chemiczno-Ekologicznego. Współczesne problemy ochrony środowiska, Gliwice 2013, s. 75–89, http://ago.helion.pl/docs/WPOS.pdf (14.01.2015).
• [4] Wahi R., Chuah L.A., Choong T.S.Y., Ngaini Z., Oil removal from aqueous state by natural fibrous sorbent: An overview, „Separation and Purification Technology” 2013, Vol. 113, s. 51–63.
• [5] Cunha M.A.E., Neves R.F., Souza J.N.S., França L.F., Araújo M.E., Brunner G., Machado N.T., Supercritical adsorption of buriti oil (Mauritia flexuosa Mart.) in γ-alumina: a methodology for the enriching of anti-oxidants, „The Journal of Supercritical Fluids” 2011, Vol. 66, s. 181–191.
• [6] Bhatia S., Othman Z., Ahmad A.L., Coagulation–flocculation process for POME treatment using Moringa oleifera seeds extract: optimization studies, „Chemical Engineering Journal” 2007, Vol. 133, s. 205–212.
• [7] Inan H., Dimoglo A., Şimşek H., Karpuzu M., Olive oil mill wastewater treatment by means of electro-coagulation, „Separation and Purification Technology” 2004, Vol. 36, s. 23–31.
• [8] Tansel B., Pascual B., Removal of emulsified fuel oils from brackish and pond water dissolved air flotation with and without polyelectrolyte use: pilot-scale investigation for estuarine and near shore applications, „Chemosphere” 2011, Vol. 85, s. 1182–1186.
• [9] Cambiella A., Ortea E., Rios G., Benito J., Pazos C., Coca J., Treatment of oil-inwater emulsions: performance of a sawdust bed filter, „Journal of Hazardous Materials” 2006, Vol. 131, s. 195–199.
• [10] Ahmad A.L., Chong M.F., Bhatia S., Ismail S., Drinking water reclamation from palm oil mill effluent (POME) using membrane technology, „Desalination” 2006, Vol. 191, s. 35–44.
• [11] Srinivasan A., Viraraghavan T., Oil removal from water using biomaterials, „Bioresource Technology” 2010, Vol. 101, s. 6594–6600.
• [12] Said A.E.A.A., Ludwick A.G., Aglan H.A., Usefulness of raw bagasse for oil absorption: A comparison of raw and acylated bagasse and their components, „Bioresource Technology” 2009, Vol. 100, s. 2219–2222.
• [13] Abdullah M.A., Ur Rahmah A., Man Z., Physicochemical and sorption characteristics of Malaysian Ceiba pentandra (L.) Gaertn. as a natural oil sorbent, „Journal of Hazardous Materials” 2010, Vol. 177, s. 683–691.
• [14] Dąbrowski A., Adsorption – from theory to practice, „Advances in Colloid and Interface Science” 2001, Vol. 93, s. 135–224.
• [15] Sarbak Z., Adsorpcja i adsorbenty. Teoria i zastosowanie, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. A. Mickiewicza, Poznań 2000.
• [16] Paderewski M.L., Procesy adsorpcyjne w inżynierii chemicznej, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1999.
• [17] Kielcew N.W., Podstawy techniki adsorpcyjnej, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980.
• [18] Atkins P.W., Chemia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• [19] Procesy adsorpcyjne do ćwiczeń, Zakład Technologii Chemicznej, Kraków 2010, program: „Zwiększanie liczby wysoko wykwalifikowanych absolwentów kierunków ścisłych Uniwersytetu Jagiellońskiego”, www.zamawiane.uj.edu.pl (17.06.2014).
• [20] http://www2.epa.gov/emergency-response/sorbents (24.10.2014).
• [21] Adebajo M.O., Frost R.L., Acetylation of raw cotton for oil spill cleanup application: an FTIR and 13C MAS NMR spectroscopic investigation, „Spectrochimica Acta” Part A, 2004, Vol. 60, s. 2315–2321.
• [22] Rajakovic V., Aleksic G., Radetic M., Rajakovic L., Efficiency of oil removal from real wastewater with different sorbents materials, „Journal of Hazardous Materials” 2007, Vol. 143, s. 494–499.
• [23] Gang Sun, Weixing Shi, Sunflower Stalks as Adsorbents for the Removal of Metal Ions from Wastewater, „Industrial and Engineering Chemistry Research” 1998, Vol. 37, s. 1324–1328.
• [24] Manique M.C., Faccini C.S., Onorevoli B., Benvenutti E.V., Caramao E.B., Rice husk ash as an adsorbent for purifying biodiesel from waste frying oil, „Fuel” 2012, Vol. 92, s. 56–61.
• [25] Kumagai S., Noguchi Y., Kurimoto Y., Takeda K., Oil adsorbent produced by the carbonization of rice husks, „Waste Management” 2007, Vol. 27, s. 554–561.
• [26] Thompson N.E., Emmanuel G.C., Adagadzu K.J., Yusuf N.B., Sorption studies of crude oil on acetylated rice husks, „Archives of Applied Science Research” 2010, No. 2, s. 142–151.
• [27] Brandao P.C., Souza T.C., Ferreira C.A., Hori C.E., Romanielo L.L., Removal of petroleum hydrocarbons from aqueous solution using sugarcane bagasse as adsorbent, „Journal of Hazardous Materials” 2010, Vol. 175, s. 1106–1112.
• [28] Sueyoshi M., A l-Maamari R.S., Jibril B., Tasaki M., Okamura K., Kuwagaki H., Yahiro H., Sagata K., Han Y., Preparation and characterization of adsorbents for treatment of water associated with oil production, „Journal of Analytical and Applied Pyrolysis” 2012, Vol. 97, s. 80–87.
• [29] Teik-Thye Lim, Xiaofeng Huang, Evaluation of kapok (Ceiba pentandra (L.) Gaertn.) as a natural hollow hydrophobic–oleophilic fibrous sorbent for oil spill cleanup, „Chemosphere” 2007, Vol. 66, s. 955–963.
• [30] Wang J., Zheng Y., Wang A., Investigation of acetylated kapok fibers on the sorption of oil in water, „Journal of Environmental Sciences” 2013, Vol. 25, s. 246–253.
• [31] Deschamps G., Caruel H., Vignoles Ch., Oil Removal from Water by Sorption on Hydrophobic Cotton Fibers. 2. Study of Sorption Properties in Dynamic Mode, „Environmental Science and Technology” 2003, Vol. 37, s. 5034–5039.
• [32] Ahmedna M., Marshall W.E., Rao R.M., Production of granular activated carbons from select agricultural by-products and evaluation of their physical, chemical and adsorption properties, „Bioresource Technology” 2000, s. 113–123
• [33] Bhatnagar A., Sillanpää M., Utilization of agro-industrial and municipal waste materials as potential adsorbents for water treatment – A review, „Chemical Engineering Journal” 2010, Vol. 157, s. 277–296.
• [34] Ali I., Asim M., Khan A., Low cost adsorbents for the removal of organic pollutants from wastewater, „Journal of Environmental Management” 2012, Vol. 113, s. 170–183.
• [35] Carmody O., Frost R., Xi Y., Kokot S., Surface characterisation of selected sorbent materials for common hydrocarbon fuels, „Surface Science” 2007, Vol. 601, s. 2066–2076.
• [36] Amirianshoja T., Junin R., Idris A.K., Rahmani O., A comparative study of surfactant adsorption by clay minerals, „Journal of Petroleum Science and Engineering” 2013, Vol. 101, s. 21–27.
• [37] Lebedeva E.V., Fogden A., Wettability alteration of kaolinite exposed to crude oil in salt solutions, „Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects” 2011, Vol. 377, s. 115–122.
• [38] Ugochukwu U.C., Manning D.A.C., Fialips C.I., Effect of interlayer cations of montmorillonite on the biodegradation and adsorption of crude oil polycyclic aromatic compounds, „Journal of Environmental Management” 2014, Vol. 142, s. 30–35.
• [39] Ugochukwu U.C., Jones M.D., HeadI M., Manning D.A.C., Fialips C.I., Biodegradation and adsorption of crude oil hydrocarbons supported on „homoionic” montmorillonite clay minerals, „Applied Clay Science” 2014, No. 8, s. 81–86.
• [40] Wu L.M., Zhou C.H., Keeling J., Tong D.S., Yu W.H., Towards an understanding of the role of clay minerals in crude oil formation, migration and accumulation, „Earth-Science Reviews” 2012, Vol. 115, s. 373–386.
• [41] Warr L.N., Perdrial J.N., Lett M.C., Heinrich-Salmeron A., Khodja M., Clay mineral-enhanced bioremediation of marine oil pollution, „Applied Clay Science” 2009, Vol. 46, s. 337–345.
• [42] Mota M.F., Rodrigues M.G.F., Machado F., Oil-water separation process with organoclays: A comparative analysis, „Applied Clay Science” 2014, Vol. 99, s. 237–245.
• [43] Hu B., Luo H., Chen H., Dong T., Adsorption of chromate and para-nitrochlorobenzene on inorganic-organic montmorillonite, „Applied Clay Science” 2011, Vol. 51, s. 198–201.
• [44] Wang K.H, Choi M.H., Koo C.M., Choi C.M., ChungI.J., Synthesis and characterization of mal eated polyethylene/clay nano-composites, „Polymer” 2001, Vol. 42, s. 9819–9826.
• [45] Rajakovic-Ognjanovi V., Aleksic G., Rajakovic L., Governing factors for motor oil removal from water with different sorption materials, „Journal of Hazardous Materials” 2008, Vol. 154, s. 558–563.
• [46] Bałys M.R., Buczek B., Rozdział mieszaniny metan-azot na klinoptilolicie oraz jego wykorzystanie w różnych dziedzinach życia, „Gospodarka Surowcami Mineralnymi” 2007, t. 23, z. spec. 3.
• [47] Wanga S., Peng Y., Natural zeolites as effective adsorbents in water and wastewater treatment, „Chemical Engineering Journal” 2010, Vol. 156, s. 11–24.
• [48] Akhtar F., Andersson L., Ogunwumi S., Hedin N., Bergstrom L., Structuring adsorbents and catalysts by processing of porous powders, „Journal of the European Ceramic Society” 2014, Vol. 34, s. 1643–1666.
• [49] Kizi S., Karadag K., Sonmezh H.B., Poly(alkoxysilane) reusable organogels for removal of oil/organic solvents from water surface, „Journal of Environmental Management” 2015, Vol. 149, s. 57–64.
• [50] Ibrahim S., Ang H.-M., Wang S., Removal of emulsified food and mineral oils from wastewater using surfactant modified barley straw, „Bioresource Technology” 2009, Vol. 100, s. 5744–5749.