Badania rozkładu związku powierzchniowo czynnego Triton X-100 w roztworze wodnym za pomocą odczynnika Fentona

• Autorzy: Perkowski J. , Sidor M.

Warianty tytułu

EN

Degradation of Triton X-100 in water solution using the Fenton reagent

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono wyniki badań nad wykorzystaniem procesu Fentona do rozkładu niejonowego środka powierzchniowo czynnego Triton X-100. Określono wpływ substratów reakcji, tj. dawki siarczanu żelaza(II) i nadtlenku wodoru oraz stężenia surfaktantu na wydajność jego rozkładu mierzoną wartościami ChZT i OWO. Badania wykazały, że reakcja Fentona ustaje po około trzech godzinach, a uzyskane w tym czasie stopnie rozkładu Tritonu X-100 były wysokie (zmniejszenie ChZT o 90%, usuwanie OWO o 75%). Wykazano, że najkorzystniejsze początkowe stężenia jonów Fe2+ i nadtlenku wodoru wynosiły odpowiednio 0,0108 mol/dm3 i 0,099 mol/dm3. Wzrost temperatury reakcji od 20 do 80 stopni Celsjusza wpłynął niekorzystnie na mineralizację roztworu Tritonu X-100. W zakresie badanych stężeń roztworów Tritonu X-100 stwierdzono, że najlepiej jest wprowadzić całą ilość substratów na początku reakcji, przy czym korzystniejsze okazało się stosowanie siarczanu żelaza(II) niż chlorku żelaza(II). Odczyn roztworu powinien być kwasowy (pH=3). Oszacowano efekt cieplny reakcji rozkładu Tritonu X-100 i stwierdzono, że w pierwszym etapie reakcji rodniki hydroksylowe powodują przede wszystkim skracanie łańcucha polioksyetylenowego w cząsteczce niejonowego surfaktanta.

EN

The applicability of the Fenton process to the degradation of the non-ionic surfactant Triton X-100 was investigated. The effect of the reaction substrates (Fe (II) and hydrogen peroxide) and of the surfactant composition on the efficiency of degradation (expressed as COD and TOC) was determined. The study has produced the following findings. The reaction terminated after approximately three hours with a high extent of Triton X-100 degradation: COD and TOC were reduced by about 90% and 75%, respectively. The most advantageous initial concentration of Fe2+ ions and hydrogen peroxide amounted to 0.0108 mol/dm3 and 0.099 mol/dm3, respectively. The rise in the reaction temperature from 20 to 80 stopni Celsjusza had a negative effect on the mineralization of the Triton X-100 solution. As for the solutions of the concentrations tested, it is recommendable to add the whole amount of the substrates at the initiation of the reaction. Apparently, the application of FeSO4 was more effective than that of FeCl2. The most advantageous pH was 3. Assessments of the thermal effect of Triton X-100 degradation have shown that at the initial stage of the reaction mainly hydroxyl radicals were responsible for the shortening of the polyoxyethylene chain in the molecule of the non-ionic surfactant.

Słowa kluczowe

PL

Triton X-100; proces Fentona; rozkład detergentów

EN

Fenton process; non-ionic surfactant; degradation

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 28, nr 4
• Strony: 17--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Perkowski J.

autor

Sidor M.

• Politechnika Łódzka, Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej, ul. W.Wróblewskiego 15, 93-590 Łódź,

Bibliografia

• 1. H.J. PENTON: Oxidation of tartaric acid in the presence of iron. Journal Chem. Soc., 1894, Vol. 65, pp. 899-910.
• 2. G.V. BUXTON, C.L. GREENSTOCK, W.P. HELMAN, A.B. ROSS: Critical review of rate constants for reaction ofhydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxyl radicals in aqueous solution. Journal Phys. Chem. Ref. Data, 1988, Vol. 17, No. 2.
• 3. P. WARDMAN, L.P. CANDEIAS: Fenton chemistry: An introduction. Radiation Research, 1996, Vol. 145, pp. 523-531.
• 4. CH. WALLING: Intermediates in the reactions of Fenton type reagents. Acc. Chem. Res., 1998, Vol. 31, pp. 155-157.
• 5. E. NEYENS, J. BAEYENS: A review of classic Fentons peroxidation as an advanced oxidation technique. Journal of Hazardous Materials, 2003, B98, pp. 33-50.
• 6. K. BARBUSIŃSKI: IntensyfIkacja procesu oczyszczania ścieków i stabilizacji osadów nadmiarowych z wykorzystaniem odczynnika Fentona. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, nr 1603, Gliwice 2004.
• 7. S. PARSONS: Advanced oxidation processes for water and wastewater treatment. IWAPublishing, London 2004.
• 8. L. NOWICKI, M. GODALA: Nadtlenek wodoru i reakcja Fentona. Rozdział 4. Zaawansowane techniki utleniania w ochronie środowiska [Red. R. ZARZYCKI]. Polska Akademia Nauk Oddział w Łodzi, 2002, ss. 81-102.
• 9. S.H. LIN, C.M. LIN, H.G. LEU: Operating characteristics and kinetic studies of surfactant wastewater treatment by Fenton oxidation. Water Research, 1999, Vol. 33, pp. 1735-1741.
• 10. F. PERRERO: Oxidative degradation of dyes and surfactant in the Fenton and photo-Fenton treatment of dyehouse effluents. JSDC, 2000, Vol. 116, pp. 148-153.
• 11. T.J. PARK, K.H. LEE, J. JUNG, c.w. KIM: Removal ofrefractory organics and color in pigments wastewater with Fenton oxidation. Wat. Sci. Tech., 1999, Vol. 39, No. 10-11, pp. 189-192.
• 12. D.T. SAWYER, A. SOBKOWIAK, T. MATSUSHITA: Metal [Mlx; M=Fe,Cu,Co,Mn] hydroperoxide-induced activation ofdioxygen for the oxygenation of hydrocarbons: oxygenated Fenton chemistry. Acc. Chem. Res., 1996, Vol. 29, pp. 409-416.
• 13. J. PERKOWSKI, L. KOS, S. LEDAKOWICZ: Oczyszczanie ścieków włókienniczych nadtlenkiem wodoru w połączeniu z jonami żelazawymi. Przegląd Włókienniczy, 1998, nr 1, ss. 26-29.
• 14. J. PERKOWSKI, L. KOS: Treatment oftextile dyeing wastewater by hydrogen peroxide and ferrous ions. Fibres & Textiles in Eastem Europe, 2002, No. 3(38), pp. 78-81.
• 15. M. PEREZ, F. TORRADES, JA GARCIA-HORTAL, X. DOMENECH, J. PERAL: Removal of organic contaminants in paper pulp treatment effluents under Fenton and photo-Fenton conditions. Appl. Cat. B. Environm., 2002, Vol. 36, pp. 63-74.
• 16. M. PEREZ, F. TORRADES, X. DOMENECH, J. PERAL: Fenton and photo-Fenton oxidation of textile effluents. Water Res., 2002, 01. 36, pp. 2703-2710.
• 17. R.J. BIGDA. Consider Fentons chemistry for wastewater treatment. Chem. Eng. Progr., 1995, No. 10, pp. 62- 66.
• 18. K. MICHALSKA, J. PERKOWSKI, S. LEDAKOWICZ, L. KOS: Rozkład stężonej mieszaniny detergentów pod działaniem odczynnika Fentona. Przemysł Chemiczny, 2006, nr 8-9, ss. 1342-1345.
• 19. J. PERKOWSKI, L. KOS: Treatment of wastewater with high detergent content by Fentons method. CUTEC Serial Publication, 2006, No. 68, pp. 356-361.
• 20. A.K. BIŃ: Zastosowanie procesów pogłębionego utleniania do uzdatniania wody. Ochrona Środowiska, 1998, nr 1, ss. 3-6.
• 21. H.R. EISENHAUER, J. WATTER: Oxidation ofphenolic wastes. Poll. Cont. Feder., 1964, 01. 36, pp. 1116-1128.
• 22. EJ. RIAS, EJ. BELTRAN, J. FRADES, P. BUXEDA: Oxidation of p-hydroxybenzoic acid by Fentons reagents. Water Research, 2001, 01.35, No.15, pp. 387-396.
• 23.K. DUTTA, S. MUKHOPADHYAY, S. BATTACHARJE, B. CHAUDHURI: Chemical oxidation of methylene blue using a Fenton-like reaction. JournaI Hazard. Mater., 2001, B84, pp.57-71.