Comparison of Biosorbents and Ion-Exchanger Efficiency for Copper Ions Removal

• Autorzy: Ivanova D. , Kadukova J. , Kavulicova J.

Warianty tytułu

PL

Porównanie wydajności biosorbentów oraz wymienników jonowych dla usuwania jonów miedzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Copper ions removal by different sorbents from model aqueous solutions was investigated. The decrease of copper ions after addition of biosorbents prepared from mosses Sphagnum sp., Polytrichum commune and a green alga Parachlorella kessleri was compared to copper removal by commercial cationic exchanger Amberlite IR 120. The maximum sorption capacity obtained was 7.4 mg.g-1 (96.1%) and 71 mg.g-1 (95.3%) for ion-exchanger at a solution with concentration of copper ions 16 mg.l-1 and 160 mg.l-1, respectively. A significant copper (II) uptake was achieved within 10 min after addition of biomass Parachlorella kessleri and Shpagnum sp. Their maximal uptake efficiency 92.8% and 85.4%, respectively is comparable to efficiency of ion-exchanger at low copper (II) concentration in solutions. However, at higher copper concentration ion-exchanger was more efficient in copper removal. The advantage of biomass is high biosorption capacity, high efficiency achieved very quickly and cost-effectiveness especially for solutions with low metal concentration (under 100 mg.l-1). These parameters determine biomass as economical alternatives for metal removal from solution during final, polishing step or drinking water preparation.

PL

Zbadano usuwanie jonów miedzi za pomocą różnych sorbentów z modelowego roztworu wodnego. Zmniejszenie liczby jonów miedzi po dodaniu biosorbentów przygotowanych z mchów Sphagnum sp., Polytrichum commune oraz zielonych alg Parachlorella kessleri porównano z usuwaniem miedzi za pomocą kationowych wymienników Amberlite IR 120. Maksymalna wydajność sorpcji została osiągnięta przy poziomie, odpowiednio, 7.4 mg.gg-1 oraz 160 mg.g-1. Znaczący wychwyt miedzi (II) został osiągnięty w czasie 10 minut po dodaniu biomasy Parachlorella kessleri oraz Shpagnum sp. Ich maksymalna skuteczność, odpowiednio 92.8% oraz 85.4% jest porównywalna do skuteczności wymienników jonowych przy niskim stężeniu miedzi (II) w roztworach. Jednakże, przy wyższym stężeniu miedzi wymiennik jonowy był bardziej skuteczny w usuwaniu miedzi. Przewagą biomasy jest wysoka wydajność biosorpcji, skuteczność osiągana bardzo szybko przy niskich kosztach, zwłaszcza dla roztworów o niskim stężeniu metali (poniżej 100 mg.lg-1). Parametry te determinują biomasę jako ekonomiczną alternatywę do usuwania metali z roztworu podczas finalnego kroku lub przygotowania wody pitnej.

Słowa kluczowe

EN

mosses; green alga; cationic exchanger; copper(II) removal

PL

mchy; zielone glony; wymiennik kationowy; usuwanie miedzi (II)

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 1
• Strony: 129--133
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab.

Twórcy

autor

Ivanova D.

• Technical University in Košice, Faculty of Metallurgy, Department of Chemistry, Park Komenského 19, 042 00, Košice Slovak Republic

autor

Kadukova J.

• Technical University in Košice, Faculty of Metallurgy, Department of Material Science, Park Komenského 11, 042 00 Košice, Slovak Republic

autor

Kavulicova J.

• Technical University in Košice, Faculty of Metallurgy, Department of Chemistry, Park Komenského 19, 042 00, Košice Slovak Republic

Bibliografia

• 1. AKSU, Z., İŞOĞLU, İ.A. “Removal of copper(II) ions from aqueous solution by biosorption onto agricultural waste sugar beet pulp.” Process Biochemistry 40/9(2005): 3031–3044.
• 2. AN, B. et al., “Calcium and hydrogen effects during sorption of copper onto an alginate-based ion exchanger: Batch and fixed-bed column studies.” Chemical Engineering Journal 232(2013): 51–58.
• 3. FAROOQ, U. et al., “Biosorption of heavy metal ions using wheat based biosorbents – A review of the recent literature.” Bioresource Technology 101(2010)": 5043–5053.
• 4. GUNDOGAN, R. et al. “Copper(II) adsorption from aqueous solution by herbaceous peat.” Journal of Colloid and Interface Science 269(2004): 303–309.
• 5. JHA, M. K. et al. “Adsorption of copper from the sulphate solution of low copper contents using the cationic resin Amberlite IR 120.” Journal of Hazardous Materials 164(2009): 948–953.
• 6. PAMUKOGLU, Y., KARGI, F., “Biosorption of copper(II) ions onto powdered waste sludge in a completely mixed fed-batch reactor: Estimation of design parameters.” Bioresource Technology 98/6(2007): 1155–1162.
• 7. RENGARAJ, S. et al. “Adsorption characteristics of Cu(II) onto ion exchange resins 252H and 1500H: Kinetics, isotherms and error analysis.” Journal of Hazardous Materials 143/1–2(2007): 469–477.
• 8. VOLESKY, B. Sorption and biosorption Montreal: BV Sorbex, Inc., 2003.
• 9. WANG, J., CHEN, C. “Biosorbents for heavy metals removal and their future.” Biotechnology Advances 27(2009): 195–226.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.