Ocena przydatności torfu do usuwania chlorofenoli z roztworów wodnych

• Autorzy: Kuśmierek K. , Dąbek L. , Kamiński W. , Świątkowski A.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of the usefulness of peat for removal of chlorophenols from water solutions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Do badań wybrano trzy chlorofenole o różnej liczbie atomów chloru w cząsteczce (4-CP, 2,4-DCP i 2,4,6-TCP). Usuwanie tych związków z roztworów wodnych badano używając komercyjnie dostępny torf Spill-Sorb z torfowiska Parland County, Alberta, Kanada. Do opisu danych kinetycznych zastosowano modele pseudo-pierwszego i pseudo-drugiego rzędu. Wyniki pokazały, że adsorpcja chlorofenoli na torfie przebiegała zgodnie z kinetycznym modelem pseudo-drugiego rzędu. Wartości stałych szybkości k₂ zmniejszały się wraz ze wzrostem stężenia początkowego chlorofenolu oraz wraz ze wzrostem liczby atomów chloru w cząsteczce. Analizując adsorpcję w funkcji równowagowego stężenia roztworu stwierdzono, że uzyskane dane eksperymentalne dobrze opisywało równanie izotermy Freundlicha. Wartości parametrów K_F i n wzrastały w kolejności 4-CP<2,4-DCP<2,4,6-TCP, co sugeruje, że skuteczność adsorpcji wzrastała wraz ze wzrostem liczby atomów chloru w cząsteczce chlorofenolu.

EN

Three chlorophenols of various number of chlorine atoms in the molecule (4-CP, 2,4-DCP and 2,4,6-TCP) were selected for experiments. Removal of these compounds from aqueous solutions has been studied using commercially available Spill-Sorb peat from Parland County (Alberta, Canada). To describe the kinetic data pseudo-first and pseudo-second order models were used. The results showed that the adsorption of chlorophenols on the peat fitted well the pseudo-second order kinetic model. The values of the rate constants k₂ decreased with the increase in the initial concentration of chlorophenol and with the increase in the number of chlorine atoms in the molecule. Adsorption was analysed as a function of solution concentration at equilibrium. The experimental data received were found to be well described by the Freundlich isotherm equation. K_F and n values increased in the order 4-CP<2,4-DCP<2,4,6-TCP. This suggests that the adsorption efficacy increases with increasing number of chlorine atoms in the chlorophenol molecule.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; chlorofenol; torf; kinetyka adsorpcji; równowaga adsorpcyjna

EN

water treatment; chlorophenols; peat; adsorption kinetics; adsorption equilibrium

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 51--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kuśmierek K.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Zakład Chemii, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Dąbek L.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki, Katedra Inżynierii i Ochrony Środowiska, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

autor

Kamiński W.

• Politechnika Łódzka, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Katedra Termodynamiki Procesowej, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź

autor

Świątkowski A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Zakład Chemii, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• 1. A. JANCEWICZ, U. DMITRUK, A. KWIATKOWSKA: Badania zawartości wybranych substancji halogenoorganicznych (AOX) w wodzie i ściekach. Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 1, ss. 25–29.
• 2. A. WŁODYKA-BERGIER, T. BERGIER: Charakterystyka prekursorów lotnych ubocznych produktów chlorowania wody w sieci wodociągowej Krakowa. Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 3, ss. 29–33.
• 3. M. CZAPLICKA: Sources and transformations of chlorophenols in the natural environment. Science of the Total Environment 2004, Vol. 322, pp. 21–39.
• 4. A.O. OLANIRAN, E.O. IGBINOSA: Chlorophenols and other related derivatives of environmental concern: Properties, distribution and microbial degradation processes. Chemosphere 2011, Vol. 83, pp. 1297–1306.
• 5. M.D. AHMARUZZAMAN: Adsorption of phenolic compounds on low-cost adsorbents: A review. Advances in Colloid and Interface Science 2008, Vol. 143, pp. 48–67.
• 6. Z. AKSU: Application of biosorption for the removal of organic pollutants: A review. Process Biochemistry 2005, Vol. 40, No. 3–4, pp. 997–1026.
• 7. D. PARK, Y.-S. YUN, J.M. PARK: The past, present, and future trends of biosorption. Biotechnology and Bioprocess Engineering 2010, Vol. 15, No. 1, pp. 86–102.
• 8. A. SRINIVASAN, T. VIRARAGHAVAN: Decolorization of dye wastewaters by biosorbents: A review. Journal of Environmental Management 2010, Vol. 91, No. 10, pp. 1915–1929.
• 9. M. ABDEL SALAM, M. MOKHTAR, S.N. BASAHEL, S.A. AL-THABAITI, A.Y. OBAID: Removal of chlorophenol from aqueous solutions by multi-walled carbon nanotubes: Kinetic and thermodynamic studies. Journal of Alloys and Compounds 2010, Vol. 500, pp. 87–92.
• 10. K. KUŚMIEREK, M. SANKOWSKA, A. ŚWIĄTKOWSKI: Adsorpcja dichlorofenoli z roztworów wodnych na wielościennych nanorurkach węglowych. Przemysł Chemiczny 2013, vol. 92, nr 7.
• 11. K. KUŚMIEREK, M. SANKOWSKA, A. ŚWIĄTKOWSKI: Kinetic and equilibrium studies of simultaneous adsorption of monochlorophenols and chlorophenoxy herbicides on activated carbon. Desalination and Water Treatment 2013 (DOI: 10.1080/19443994.2013.780984).
• 12. C.H. GILES, T.H. MacEWAN, S.N. NAKHWA, D. SMITH: Studies in adsorption. Part XI. A system of classification of solution adsorption isotherms, and its use in diagnosis of adsorption mechanisms and in measurement of specific surface areas of solids. Journal of the Chemical Society (Resumed) 1960, pp. 3973–3993.
• 13. M.-W. JUNG, K.-H. AHN, Y. LEE, K.-P. KIM, J.-S. RHEE, J.T. PARK, K.-J. PAENG: Adsorption characteristics of phenol and chlorophenols on granular activated carbons. Microchemical Journal 2001, Vol. 70, pp. 123–131.
• 14. O. HAMDAOUI, E. NAFFRECHOUX: Modeling of adsorption isotherms of phenol and chlorophenols onto granular activated carbon part I. Two-parameter models and equations allowing determination of thermodynamic parameters. Journal of Hazardous Materials 2007, Vol. 147, pp. 381–394.
• 15. Q.-S. LIU, T. ZHENG, P. WANG, J.-P. JIANG, N. LI: Adsorption isotherm, kinetic and mechanism studies of some substituted phenols on activated carbon fibers. Chemical Engineering Journal 2010, Vol. 157, pp. 348–356.
• 16. Q. QIN, K. LIU, D. FU, H. GAO: Effect of chlorine content of chlorophenols on their adsorption by mesoporous SBA-15. Journal of Environmental Sciences 2012, Vol. 24, pp. 1411–1417.
• 17. K. KUŚMIEREK, A. ŚWIĄTKOWSKI: Wpływ liczby atomów chloru w cząsteczkach kwasów chlorofenoksyoctowych na ich adsorpcję z roztworów wodnych na węglu aktywnym. Ochrona Środowiska 2013, vol. 35, nr 1, ss. 47–50.
• 18. P.J.M. CARROTT, P.A.M. MOURAO, M.M.L. RIBEIRO CARROTT, E.M. GONCALVES: Separating surface and solvent effects and the notion of critical adsorption energy in the adsorption of phenolic compounds by activated carbons. Langmuir 2005, Vol. 21, pp. 11863–11869.