Usuwanie barwnika Basic Violet 10 z roztworów wodnych na zeolicie

• Autorzy: Filipkowska U. , Rodziewicz J. , Moczkowska I.

Warianty tytułu

EN

Basic violet 10 dye removal from water solutions onto zeolite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozwój technologii dostarcza nie tylko produkty o ulepszonej jakości lecz również wpływa na postępujące skażenie środowiska. W przypadku przemysłu włókienniczego zanieczyszczenie to dotyczy głównie wody. Chemiczna obróbka wyrobów włókienniczych jest przyczyną powstawania ścieków o znacznej zawartości barwników, soli, kwasów, zasad, chemicznych środków pomocniczych, klejonek tkackich itp. [1]. Skład odprowadzanych zanieczyszczeń wpływa na złożoność i koszty procesu ich oczyszczania, a tym samym stanowi obecnie jeden z kluczowych problemów środowiskowych [2]. Przedmiotem coraz częstszych badań jest więc opracowanie takiej metody oczyszczania ścieków, której efekty pozwoliłyby na ponowne wykorzystanie oczyszczonej wody w procesach technologicznych. Obecnie najczęściej stosowanymi metodami oczyszczania ścieków włókienniczych są: adsorpcja, strącanie/koagulacja, ultrafiltracja i odwrócona osmoza, metody biologiczne, utlenianie, redukcja, ekstrakcja [3]. Spośród nich, największe uzasadnienie ekonomiczne związane z minimalizacją kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych procesu oczyszczania ścieków zawierających barwniki, mogą wykazywać procesy adsorpcji. Powszechnie stosowanymi adsorbentami są węgle aktywne, niemniej jednak ich wysoka cena wymusza poszukiwania nowych, tańszych a jednocześnie równie skutecznych środków [4]. W związku z tym rozwiązania koncentrują się coraz częściej na wdrażaniu naturalnych minerałów, których szerokie możliwości zastosowań, skuteczność ale także ekologiczne bezpieczeństwo użycia, są inspiracją wielu rozwiązań we współczesnych technologiach. Stąd, w ostatnich latach coraz większe zainteresowanie budzą naturalne, ogólnodostępne, tanie minerały o właściwościach molekularno-sitowych, sorpcyjnych i jonowymiennych -zeolity [5].

EN

Contemporarily, the most common methods of textile wastewaters treatment include: adsorption, precipitation/coagulation, ultrafiltration and reversed osmosis, biological methods, oxidation, reduction, and extraction. Out of these methods, the most economical in terms of minimizing investment and exploitation costs of the treatment process of wastewaters containing dyes, are adsorption processes. Commonly applied adsorbents include activated carbons, however their high price enforces searching from new, cheaper and, simultaneously, equally effective agents. For this reason, studies are increasingly focused on implementingnatural materials whose wide applicability, efficiency as well as ecological safety of use inspire a number of solutions in contemporary technologies. Hence, an increasing interest has been raised recently by natural, commonlyavailable, inexpensive minerals with molecular and screening as well as sorptive and ion-exchanging properties, namely zeolites. The reported research was aimed at determining the effectiveness of dyes removal from aqueous solutions with the method of adsorption, using zeolite differing in grain size - coarse-grained zeolite with grain particle size of ? 2-3 mm (sorbent 1) and fine-grained zeolite with grain particle size of ? 0.5-1 mm (sorbent 2). The research was conducted for the cationic dye ? Basic Violet 10 (BV10). The scope of the research included determination of the effectiveness of Basic Violet 10 dye adsorption onto two adsorbents (coarse-grained and finegrained zeolite) and determination of constants from the Langmuir's equation. Basic dyes are dyes that solubilize in water with a color cation produced. The mechanism of basic dyes binding from aqueous solutions may be explained by the intensive donation of a molecular cation (C+), and reduction of an ion (CH+). In water, molecules of zeolite are characterized by a negative charge and electrostatic activity, which induces adsorption of basic dyes. The process of cationic dyes adsorption proceeds considerably weaker at low pH values as a result of the excess of H+ ions that compete with the cationic groups of the dye. Results achieved in the research enable concluding that zeolite is an effective adsorbent in the process of a basic dye BV 10 removal from aqueous solutions. The study demonstrated that the size of adsorbent particles, pH value and duration of adsorption had a significant effect on the effectiveness of the adsorption process. The highest adsorption capacity was achieved for the basic dye BV 10 during adsorption onto fine-grained zeolite at pH 9.0 and accounted for 258 mg/g d.m. In contrast, the lowest adsorption capacity reaching 52 mg/g d.m. was obtained for the BV 10 dye onto the coarse-grained zeolite at pH 3.0. An opposite tendency was noted in the case of adsorption affinity. Along with increasing adsorption capacity, a decrease was recorded in the affinity, irrespective of zeolite grain particle size. The highest adsorption affinity, accounting for 0.428 dm3/mg, was achieved for the Basic Violet 10 dye during adsorption onto the coarse-grained zeolite at pH 3.0. In turn, the lowest value of that parameter, reaching 0.019 dm3/mg, was obtained for the coarse-grained zeolite at pH 9.0. Natural zeolite may, thus, be applied as an adsorbent displaying a high effectiveness of basic dyes removal.

Słowa kluczowe

PL

barwnik basic violet 10; zeolit; roztwór wodny

EN

dye basic violet 10; zeolite; aqueous solution

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2010
• Tom: Tom 12
• Strony: 747--760
• Opis fizyczny: bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Filipkowska U.

autor

Rodziewicz J.

autor

Moczkowska I.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn

Bibliografia

• 1. Dobrzański Z., Jamroz D., Mazurkiewicz M.: Wykorzystywanie zeolitów w chowie drobiu. Polskie Drobiarstwo, nr 4, 12-14, 1995.
• 2. Gomonaj V.I., Golub N.P., Gomonaj P. and Szekeresh K.Y.: Int. Reg. Seminar ‘Environment Protection: Modern Studies in Ecologi and Microbiologi’, Uzhgorod, Ukraine, May 13-16, 90-96, 1997.
• 3. Anielak A. M.: Chemiczne i fizykochemiczne oczyszczanie ścieków. Wyd. PWN Warszawa, 291-293, 2000.
• 4. Kaleta J.: Zastosowanie klinoptylolitu do usuwania wybranych zanieczyszczeń organicznych z roztworów wodnych. Gaz, woda i technika sanitarna, (12), 436-438, 2001.
• 5. Anielak A.M., Piaskowski K.: Zeolity naturalne i ich zastosowanie w oczyszczaniu wody i ścieków. Ekologia i technika, vol. VIII, nr 2, 31-41, 2000.
• 6. Alpat S. K., Özbayrak Ö., Alpat Ş., Akçay H.: The adsorption kinetics and removal of cationic dye, Toluidine Blue O, from aqueous solution with Turkish zeolite. Journal of Hazardous Materials, B151: 213-220, 2008.
• 7. Mittal A.: Adsorption kinetics of removal of a toxic dye, Malachite Green, from wastewater by using hen festhers. Journal of Hazardous Materials, B133: 196-202, 2006.
• 8. Meshko V., Markowska L., Mincheva M., Rodrigues A.E.: Adsorption of Basic Dyes On Granular Activated Karbon And Natura Zeolite. Water Research, 35(14) 3357-3366, 2001.
• 9. Wang S., Ariyanto E.: Competitive adsorption of malachite green and PB ions on natural zeolite. Journal of Colloid and Interface Science, 314:25-31, 2007.
• 10. Wang S., Zhu Z.H.: Characterization and environmental application of an Australia natural zeolite for Basic dye removal from aqueous solution.Journal of Hazardous Materials, B136: 946-952, 2006.
• 11. Doğan M., Alkan M., Türkyilmaz A., Özdemir Y.: Kinetics and mechanism of removal of methylene blue by adsorption onto perlite. Journal of Hazardous Materials, B109 (1-3): 141-148, 2004.