Applying the Combined Processes of Sorption and Oxidation to Remove Organic Compounds from an Aqueous Environment Using the Example of p-Chlorophenol

• Autorzy: Dąbek L. , Ozimina E. , Picheta-Oleś A.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie połączonych procesów sorpcji i utleniania do usuwania związków organicznych ze środowiska wodnego na przykładzie p-chlorofenolu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The efficiency of the removal of p-chlorophenol from an aqueous solution was tested to simulate the elimination of highly-hazardous soluble chloro-organic compounds from the environment. The methods selected to remove this pollutant were the consecutive and simultaneous processes of sorption and oxidation utilizing hydrogen peroxide and Fenton’s reagent. Hydrogen peroxide was incapable of oxidizing p-chlorophenol, whereas in Fenton-driven oxidation the substance was decomposed immediately. Sorption on activated carbon proved to be an effective method for removing p-chlorophenol from an aqueous solution. Moreover, the p-chlorophenol-spent activated carbon was successfully regenerated by oxidation of the adsorbed substance applying hydrogen peroxide or Fenton’s reagent and then reused as a sorbent. However, the regeneration process involved a considerable loss of mass of the activated carbon due to oxidation. A more effective method of removal of p-chlorophenol from an aqueous solution was oxidation with Fenton’s reagent or hydrogen peroxide in the presence of activated carbon. Under such conditions, the processes of sorption and oxidation of the organic substance took place both in an aqueous solution and on the surface of the activated carbon, which contributed to the regeneration and reuse of the carbon.

PL

W prezentowanej pracy prowadzono badania nad skutecznością usuwania p-chlorofenolu z roztworu wodnego, jako symulację eliminowania ze środowiska łatwo rozpuszczalnych związków chlorowcoorganicznych stanowiących jedno z groźniejszych zanieczyszczeń środowiska. Jako metody usuwania wybrano sorpcję, utlenianie nadtlenkiem wodoru i odczynnikiem Fentona oraz symultanicznie realizowany proces sorpcji i utleniania nadtlenkiem wodoru. Wykazano, że nadtlenek wodoru nie utlenia p-chlorofenolu, natomiast w reakcji Fentona następuje natychmiastowy rozkład tej substancji. Stwierdzono, że sorpcja na węglu aktywnym jest skutecznym sposobem usuwania p-chlorofenolu z roztworu wodnego. Ponadto, zużyty węgiel aktywny można z powodzeniem zregenerować poprzez utlenienie zaadsorbowanej substancji nadtlenkiem wodoru lub odczynnikiem Fentona i ponownie wykorzystać jako sorbent. Jednakże proces regeneracji łączy się ze znaczną stratą węgla aktywnego na skutek jego utlenienia. Znacznie skuteczniejszym rozwiązaniem jest usuwanie p-chlorofenolu z roztworu wodnego poprzez utlenienie odczynnikiem Fentona lub nadtlenkiem wodoru w obecności węgla aktywnego. W tych warunkach ma miejsce tak proces sorpcji, jak i utleniania substancji organicznych zarówno w roztworze wodnym, jak i zaadsorbowanych na węglu aktywnym, co równocześnie skutkuje jego regeneracją i umożliwia ponowne wykorzystanie.

Słowa kluczowe

EN

activated carbon; oxidation; sorption; hydrogen peroxide; p-chlorophenol

PL

węgiel aktywny; utlenianie; sorpcja; nadtlenek wodoru; p-chlorofenol

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19, nr 3
• Strony: 275--286
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dąbek L.

autor

Ozimina E.

autor

Picheta-Oleś A.

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, Kielce University of Technology, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25–314 Kielce, Poland, phone: [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1] OEwiderska R, Czerwińska M, Kutz R. Utlenianie zanieczyszczeń organicznych za pomocą odczynnika Fentona (Oxidation of organic pollutants using Fenton’s reagent). VII Ogólnopolska Konferencja Naukowa pt.: „Kompleksowe i szczegółowe problemy inżynierii środowiska”. ZN Politechniki Koszalińskiej, Koszalin: 2005;22:1-12.
• [2] Wąsowski J, Piotrowska A. Rozkład organicznych zanieczyszczeń wody w procesach pogłębionego utleniania (Decomposition of organic pollutants using the advanced oxidation processes). Ochr Srodow. 2002;2:27-32.
• [3] Barbusiński K. Oczyszczanie ścieków przemysłowych metodami katalitycznymi z wykorzystaniem nadtlenku wodoru (Treatment of industrial waste water with catalytic methods using hydrogen peroxide). Chemik. 2001;2:31-36.
• [4] Bansal RCh, Goyal M. Activated Carbon Adsorption. Baca Raton-London-New York-Singapore: Taylor & Francis Group; 2005.
• [5] Gupta VK, Suhas V. Application of low-cost adsorbents for dye removal – A review. J Environ Manage. 2009;90:2313-2342.
• [6] Santos VP, Pereira MFR, Faria PCC, Órfão JJM. Decolourisation of dye solutions by oxidation with H2O2 in the presence of modified activated carbons. J Hazard Mater. 2009;162:736-742.
• [7] Toledo LC, Silva ACB, Augusti R, Lago RM. Application of Fenton’s reagent to regenerate activated carbon saturated with organochloro compounds. Chemosphere. 2003;50:1049-1054.
• [8] Huang HH, Lu MC, Chen JN, Lee CT. Catalytic decomposition of hydrogen peroxide and 4-chlorophenol in the presence of modified activated carbons. Chemosphere. 2003;51(9):935-943.
• [9] Dąbek L, Ozimina E, Picheta-Oleś A. Sorptive and catalytic properties of activated carbon used for the removal of crystal violet from an aqueous solution in the presence of hydrogen peroxide. Ecol Chem Eng A. 2010;17(11):1423-1433.
• [10] Mourand JT, Crittenden JC,Hand DW, Perram DL. Notthakun S.: Regeneration of spent adsorbents using homogeneous advanced oxidation. Water Environ Res. 1995;67(3):355-363.
• [11] Vidic RD, Suidan MT, Sorial GA, Brenner RC. Effect of molecular oxygen on adsorptive capacity and extraction efficiency of granular activated carbon for three ortho-substituted phenols, J Hazard Mater. 1994;38:373-388.