Wpływ warunków mieszania na kinetykę usuwania substancji organicznych z wody w procesie magnetycznej wymiany anionowej

Mołczan, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wpływ warunków mieszania na kinetykę usuwania substancji organicznych z wody w procesie magnetycznej wymiany anionowej

Autorzy

Mołczan M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Effect of agitation conditions on the kinetics of organic matter removal from water by magnetic anion exchange

Języki publikacji

Abstrakty

Wykazano, że sposób i intensywność mieszania są istotnymi parametrami procesu wymiany anionowej z użyciem żywicy MIEXŽ, którym dotychczas nie poświęcano wiele uwagi. Dane doświadczalne przedstawiono w postaci krzywych kinetycznych opisanych równaniem reakcji chemicznej pseudo-pierwszego rzędu. Wartości współczynników tego równania posłużyły do interpretacji wyników badań. Uzyskane wyniki badań z użyciem roztworu modelowego zawierającego naturalne substancje organiczne (abs. w UV254nm1m ok. 42, RWO ok. 7,5 gC/m3) potwierdziły, że intensywność mieszania miała istotny wpływ na kinetykę ich usuwania z wody w tym procesie, przy czym jej wpływ na wartość adsorpcji był nieznaczny. Stopniowo zmniejszający się przyrost adsorpcji obserwowany był w całym zakresie badanych intensywności mieszania (100÷300 obr./min). Znacznie istotniejszy był wpływ intensyfikacji mieszania na wzrost szybkości usuwania substancji organicznych. Zależność ta miała charakter liniowy w całym zakresie badanych intensywności mieszania, w którym odnotowano wzrost szybkości reakcji o 80÷90%, w zależności od zastosowanego wskaźnika zawartości substancji organicznych w wodzie (RWO, barwa, absorbancja w nadfiolecie).

Despite their significance in the anion exchange process involving a MIEXŽresin, the mode and speed of agitation have rarely been addressed in the literature. Experimental data were presented in the form of kinetic curves described by the equation of the pseudo-first order chemical reaction. The values of the coefficients of this equation were used for interpreting the results of the study. The results obtained with a model water solution containing natural organic substances (color, about 55 gPt/m3; absorption at UV254nm1m, about 42; DOC, about 7.5 gC/m3) have revealed that agitation speed largely contributed to the kinetics of natural organic matter removal in the MIEXŽ resin process, but only slightly affected the value of adsorption. Gradual decline in the increment of adsorption was observed over the entire range of the agitation speed tested (100 to 300 rpm). Far more significant was the effect of agitation speed on the rate of organic matter removal. This relation was a linear one within the whole agitation speed range examined, where the reaction rate increased by 80 to 90%, depending on the parameter that describes the organic matter content of the water (DOC, color, UV absorbance).

Słowa kluczowe

oczyszczanie wody wymiana jonowa naturalne substancje organiczne test naczyniowy prędkość mieszania model kinetyczny

water treatment ion exchange natural organic matter jar test agitation speed

Wydawca

Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski

Czasopismo

Ochrona Środowiska

Rocznik

2012

Tom

Vol. 34, nr 4

Strony

9--16

Opis fizyczny

Bibliogr. 24 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mołczan M.

Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, marek.molczan@pwr.wroc.pl

Bibliografia

1. W. ADAMSKI, K. MAJEWSKA-NOWAK: Zastosowanie reaktorów wielofunkcyjnych do oczyszczania wody. Ochrona Środowiska 2010, vol. 32, nr 1, ss. 3–8.
2. M. SLUNJSKI, K. CADEE, J. TATTERSALL: MIEX® resin water treatment process. Proc. “Aquatech”, Amsterdam 2000 (www.miexresin.com/files/publishedPapers/Aquatech NL2000.pdf).
3. M.J. SEMMENS, M. BURCKHARDT, D. SCHULER, P. DAVICH, M. SLUNJSKI, M. BOURKE, H. NGUYEN: An evaluation of magnetic ion exchange (MIEX®) for NOM removal. Proc. “AWWA Annual Conference”, Denver 2000 (www.miexresin.com/files/publishedPapers/SPRWS_AWWA_Paper_2000.pdf).
4. H. HUANG, H.H. CHO, K.J. SCHWAB, J.G. JACANGELO: Effects of magnetic ion exchange pretreatment on low pressure membrane filtration of natural surface water. Water Research 2012, Vol. 46, No. 17, pp. 5483–5490.
5. M. SLUNJSKI, A. BIŁYK, K. CELER: Usuwanie substancji organicznych z wody na makroporowatych namagnetyzownych żywicach anionowyminnych MIEX®. Ochrona Środowiska 2004, vol. 26, nr 2, ss. 11–14.
6. E. PYLES, B. MARTIN: Use of a magnetic ion exchange resin for total organic carbon (TOC) removal to allow compliance with EPA Disinfection By-Product Rule. Proc. NYSAWWA Conference, Saratoga Springs 2009 (www.miexresin.com/files/publishedPapers/NYSAWWA_Paper_2009.pdf).
7. R. LANGE, J. TATTERSALL, P. SMITH, C. BOTICA: Design and construction of the world’s first large scale MIEX® water treatment plant. Proc. 19th Federal AU Water Association Convention 2001, Canberra, Australia (www.miexresin.com/files/publishedPapers/WanAUSAWAFC01.pdf),
8. R. ZHANG, S. VIGNESWARAN, H. NGO, H. NGUYEN: Fluidized bed magnetic ion exchange (MIEX®) as pre-treatment process for a submerged membrane reactor in wastewater treatment and reuse. Desalination 2008, Vol. 227, No 1–3, pp. 85–93.
9. T.V. NGUYEN, R. ZHANG, S. VIGNESWARAN, H.H. NGO, J. KANDASAMY, P. MATHES: Removal of organic matter from effluents by magnetic ion exchange (MIEX®). Desalination 2011, Vol. 276, No 1–3, pp. 96–102.
10. M. KABSCH-KORBUTOWICZ, J. WIŚNIEWSKI, S. ŁAKOMSKA, A. URBANOWSKA: Elektrodialityczne oczy-szczanie solanki po regeneracji jonitów wykorzystywanych do usuwania naturalnych substancji organicznych z wody. Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 2, ss. 35-38.
11. I. KOWALSKA: Regeneracja żywic jonowymiennych stosowanych do separacji anionowych substancji powierzchniowo czynnych z roztworów wodnych. Ochrona Środowiska 2012, vol. 34, nr 2, ss. 39–42.
12. L. DING, X. LU, H. DENG, X. ZHANG: Adsorptive removal of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) from aqueous solutions using MIEX resin. Industrial & Engineering Chemistry Research 2012, Vol. 51, No. 34, pp. 11226–11235.
13. L. DING, C. WU, H. DENG, X. ZHANG: Adsorptive characteristics of phosphate from aqueous solution by MIEX resin. Journal of Colloid and Interface Science 2012, Vol. 376, No. 1, pp. 224–232.
14. M. MOŁCZAN: Opis i interpretacja wyników testu kinetycznego procesu MIEX®DOC. Ochrona Środowiska 2007, vol. 29, nr 1, ss. 45–48.
15. M. MOŁCZAN, M. SZLACHTA, A. KARPIŃSKA, A. BIŁYK: Zastosowanie absorbancji właściwej w nadfiolecie (SUVA) w ocenie jakości wody. Ochrona Środowiska 2006, vol. 28, nr 4, ss. 11–16.
16. M. MOŁCZAN: Wpływ procesu wymiany anionowej na zmianę jakości wody charakteryzowanej wartościami absorbancji właściwej (SUVA) i barwy właściwej (SCOA). Ochrona Środowiska 2007, vol. 29, nr 2, ss. 13–19.
17. I.A.W. TAN, A.L. AHMAD, B.H. HAMEED: Adsorption isotherms, kinetics, thermodynamics and desorption studies of 2,4,6-trichlorophenol on oil palm empty fruit bunch-based activated carbon. Journal of Hazardous Materials 2009, Vol. 164, No. 2–3, pp. 473–482.
18. Y.S. HO, G. McKAY: Sorption of dye from aqueous solution by peat. Chemical Engineering Journal 1998, Vol. 70, No. 2, pp. 115–124.
19. E. DEMIRBAS, N. DIZGE, M.T. SULAK, M. KOBYA: Adsorption kinetics and equilibrium of copper from aqueous solutions using hazelnut shell activated carbon. Chemical Engineering Journal 2009, Vol. 148, No. 2–3, pp. 480–487.
20. M. MOŁCZAN, A.M. KARPIŃSKA-PORTELA: Ocena teoretycznych i praktycznych możliwości usuwania substancji organicznych z wody w procesie magnetycznej wymiany anionowej. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 1, ss. 31–36.
21. T.H. BOYER, P.C. SINGER, G.R. AIKEN: Removal of dissolved organic matter by anion exchange: Effect of dissolved organic matter properties. Environmental Science & Technology 2008, Vol. 42, No. 19, pp. 7431–7437.
22. E. DEMIRBAS, M. KOBYA, S. ONCEL, S. SENCAN: Removal of Ni(II) from aqueous solutions by adsorption onto hazelnut shell activated carbon: Equilibrium studies. Bioresource Technology 2002, Vol. 84, No. 3, pp. 291–293.
23. S. LAROUS, A.H. MENIAI, M.B. LEHOCINE: Experimental study of the removal of copper from aqueous solutions by adsorption using sawdust. Desalination 2005, Vol. 185, No. 1–3, pp. 483–490.
24. T.H. BOYER, P.C. SINGER: A pilot-scale evaluation of magnetic ion exchange treatment for removal of natural organic material and inorganic anions. Water Research 2006, Vol. 40, No. 15, pp. 2865–2876.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPOB-0051-0009