Usuwanie anionowych substancji powierzchniowo czynnych w procesie wymiany jonowej

• Autorzy: Kowalska I.

Warianty tytułu

EN

Anionic surfactant removal by ion exchange

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Określono skuteczność usuwania anionowej substancji powierzchniowo czynnej (ASPC) z grupy alkilobenzenosulfonianów (SDBS) na wybranych makroporowatych żywicach anionowymiennych. Oceniono skuteczność wymiany jonowej w zależności od początkowego stężenia ASPC w zakresie poniżej i powyżej krytycznego stężenia micelizacji, dawki żywicy jonowymiennej oraz jej czasu kontaktu z oczyszczanym roztworem. Na podstawie testów kinetycznych wyznaczono izotermy wymiany jonowej ASPC. Badania kinetyczne wykazały, że wymiana jonowa może być skutecznie stosowana do usuwania ASPC z roztworów wodnych. Skuteczność procesu rosła wraz z wydłużeniem czasu kontaktu żywicy z anionami SDBS oraz wraz ze wzrostem dawki zastosowanej żywicy. O skuteczności usuwania SDBS w procesie wymiany jonowej decydował rodzaj zastosowanej żywicy (stopień zdysocjowania grup funkcyjnych jonitu, wielkość ziaren jonitu oraz stopień usieciowania polimeru). Wykazano, że istotnym parametrem decydującym o skuteczności eliminacji ASPC w procesie wymiany jonowej była struktura polimeru decydująca o dostępności makrocząsteczek organicznych do miejsc aktywnych. Analiza modelu izotermy Langmuira pozwoliła następująco uszeregować testowane anionity wg zdolności wymiennej w stosunku do SDBS: MIEXŽ>SBW>A400>A200>A100.

EN

The anionic surfactant SDBS of the alkylbenzenesulfonate group was tested for the efficiency of removal on anion exchange resins of choice. The efficiency of ion exchange was assessed in terms of the following parameters: initial SDBS concentration within the range below and above the critical micellar concentration, dose of ion-exchange resin, and time of contact between the resin and the aqueous solution being treated. The ion exchange isotherms for the SDBS were determined by kinetic tests, which revealed that ion exchange was an efficient method of SDBS removal. The removal efficiency increased with the extension of the time of contact between the resin and the SDBS anions, and with the increase of the resin dose applied. The efficiency of SDBS removal via ion exchange depended primarily on the type of the resin applied (dissociation of the functional groups of the resin, grain size of the resin, cross-linking of the polymer). It was demonstrated that the main contributory factor in the efficiency of SDBS separation by ion exchange was the polymer structure, which had a decisive influence on the accessibility of the organic macromolecules to the active sites. Analysis of the Langmuir isotherm model enabled the anion exchange resin tested to be arranged in the following order (according to their exchange capacity with respect to SDBS): MIEXŽ>SBW>A400>A200>A100.

Słowa kluczowe

PL

substancja powierzchniowo-czynna; wymiana jonowa; żywica jonowymienna

EN

surfactant; ion exchange; anion exchange resin

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 31, nr 1
• Strony: 25--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kowalska I.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1. S.ANASTASIU, E.JELESCU: Środki powierzchniowo czynne. WNT, Warszawa 1973.
• 2. J.PERKOWSKI, A.BULSKA, S.LEDAKOWICZ, T.JAMROZ, B.SENCIO: Wpływ procesu ozonowania na rozkład i toksyczność niejonowych substancji powierzchniowo czynnych w roztworach wodnych. Ochrona Środowiska 2004, vol. 26, nr 2, ss. 21–26.
• 3. M.PATEL: Surfactant based on renewable raw materials. Carbon dioxide reduction potential and policies and measures for the European Union. Journal of Industrial Ecology 2004, Vol. 7, No. 3–4, pp. 46–62.
• 4. I.KOWALSKA, M.KABSCH-KORBUTOWICZ, K.MAJEWSKA-NOWAK, M.PIETRASZEK: Removal of detergents from industrial wastewater in ultrafiltration process. Environment Protection Engineering 2005, Vol. 31, No. 3–4, pp. 207–219.
• 5. A.DHOUIB, N.HDIJI, I.HASSAÏRI, S.SAYADI: Large scale application of membrane bioreactor technology for the treatment and reuse of an anionic surfactant wastewater. Process Biochemistry 2005, Vol. 40, No. 8, pp. 2715–2720.
• 6. R.TOSIK, S.WIKTOROWSKI, K.JANIO: Neutralization of laundry wastewater by coagulation. In: Chemistry for the Protection of the Environment 2, Environmental Science Research Series 1996, Vol. 51, pp. 251–258.
• 7. A.ADAK, M.BANDYOPADHYAY, A.PAL: Removal of anionic surfactant from wastewater by alumina: A case study. Colloids and Surfaces A: Physic. Eng. Aspects 2005, Vol. 254, No. 1–3, pp. 165–171.
• 8. M.J.SCOTT, M.N.JONES: The biodegradation of surfactants in the environment. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)/Biomembranes 2000, Vol. 1508, No. 1–2, pp. 235–251.
• 9. S.ŠOSTAR-TURK, I.PETRINIC, M.SIMONIC: Laundry wastewater treatment using coagulation and membrane filtration. Resources, Conservation & Recycling 2005, Vol. 44, No. 2, pp. 185–196.
• 10. S.BOONYASUWAT, S.CHAVADEJ, P.MALAKUL, J.F.SCAMEHORN: Anionic and cationic surfactant recovery from water using a multistage foam fractionator. Chem. Eng. J. 2003, Vol. 93, No. 3, pp. 241–252.
• 11. M.A.ABU-HASSANA, D.MANTZAVINOSB, I.S.METCALFEA: Wet air oxidation and ultrasound for the removal of linear alkylbenzene sulfonates from wastewater: the beneficial role of catalysis. Topics in Catalysis 2005, Vol. 33, No. 1–4, pp. 141–148.
• 12. W.XIAO-JUN, S.YANG, M.JUN-SHENG: Combined Fenton oxidation and aerobic biological processes for treating a surfactant wastewater containing abundant sulfate. Journal of Hazardous Materials 2008, Vol. 160, No. 2–3, pp. 344–348.
• 13. I.KOWALSKA: Surfactant separation in pressure-driven membrane processes. Env. Prot. Engng. 2008, Vol. 34, No. 2, pp. 105–113.
• 14. S.HUAWU, P.PENDLETON: Adsorption of anionic surfactant by activated carbon: Effect of surface chemistry, ionic strength, and hydrophobicity. Journal of Colloid and Interface Science 2001, Vol. 243, No. 2, pp. 306–315.
• 15. W.B.YANG, M.XIA, A.LI, L.YANG, Q.ZHANG: Adsorption of branched alkylbenzene sulfonate onto styrene and acrylic ester resins. Chemosphere 2006, Vol. 64, No. 6, pp. 984–990.
• 16. W.B.YANG, A.LI, JFAN, L.YANG, Q.ZHANG: Mechanism and behavior of surfactant adsorption onto resins with different matrices. Reactive & Functional Polymers 2007, Vol. 67, No. 7, pp. 609–616.
• 17. www.miexresin.com.
• 18. 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.
• 19. PN-93/C-04860-14. Jonity. Metody badań. Oznaczanie użytkowej zdolności wymiennej anionitów.
• 20. A.S.JÖNSSON, B.JÖNSSON: The influence of nonionic and ionic surfactants on hydrophobic and hydrophilic ultrafiltration membranes. Journal of Membrane Science 1991, Vol. 56, No. 1, pp. 49–76.
• 21. T.WINNICKI: Polimery czynne w inżynierii ochrony środowiska. Arkady, Warszawa 1978.