Badania skuteczności usuwania wybranych barwników ze ścieków farbiarskich na węglu aktywnym regenerowanym reagentem Fentona

• Autorzy: Bezak-Mazur E. , Surga W. , Adamczyk D.

Warianty tytułu

EN

Efficacy testing of selected dye removal from textile effluents by active carbon regenerated with Fenton’s reagent

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań był wpływ reagenta Fentona na zmiany zdolności adsorpcyjnych węgla aktywnego WD-extra stosowanego do usuwania barwników ze ścieków farbiarskich. Badane ścieki rzeczywiste zawierały trzy barwniki, tj. Bemacid Red NT-F, Bemacid Yellow NT-F i Bemaplex Black D-R. Przeprowadzone testy adsorpcji w warunkach nieprzepływowych wykazały, że świeży węgiel usuwał barwniki ze skutecznością 52÷62%, przy czym po regeneracji reagentem Fentona jego zdolności sorpcyjne uległy zmniejszeniu. Stwierdzono, że po pięciokrotnej regeneracji węgla aktywnego analizowane barwniki były usuwane ze skutecznością 23÷49%. Zmniejszenie zdolności adsorpcyjnych wynikało ze zmiany struktury i chemizmu powierzchni węgla aktywnego. Po kolejnych regeneracjach węgiel aktywny charakteryzował się mniejszą powierzchnią właściwą oraz większą zawartością powierzchniowych grup kwasowych i mniejszą zawartością grup zasadowych. Niekorzystnym zjawiskiem towarzyszącym regeneracji węgla aktywnego był ubytek masy, ograniczający krotność jego regeneracji.

EN

The impact of Fenton’s reagent was investigated on changes in sorption capacity of the active WD-extra carbon applied to dye removal from the textile effluent. The wastewater contained three dyes, i.e. Bemacid Red NT-F, Bemacid Yellow NT-F and Bemaplex Black D-R. Adsorption jar tests demonstrated dye removal at the level of 52–62% for fresh carbon and reduced sorption capacity of carbon regenerated with Fenton’s reagent. It was established that dye removal efficacy of the five-fold reactivated material was at the level of 23–49%. Reduced sorption capacity resulted from the changes in surface structure and chemistry of the active carbon. Following successive regenerations, the active carbon was characterized by lower specific surface area, higher concentration of surface acidic groups and lower basic groups content. Loss in weight was an unfavourable phenomenon accompanying carbon reactivation that limited its fold.

Słowa kluczowe

PL

ścieki farbiarskie; barwniki; węgiel aktywny; adsorpcja; regeneracja; reagent Fentona

EN

textile effluent; dyes; active carbon; adsorption; regeneration; Fenton's reagent

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 39, nr 1
• Strony: 3--9
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bezak-Mazur E.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki, Katedra Technologii Wody i Ścieków, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

autor

Surga W.

• Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, ul. Świętokrzyska 15 G, 25-406 Kielce

autor

Adamczyk D.

• Politechnika Świętokrzyska, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki, Katedra Technologii Wody i Ścieków, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

Bibliografia

• 1. M. MIHUŁKA [red.]: Charakterystyka technologiczna przemysłu włókienniczego w Unii Europejskiej. Ministerstwo Środowiska, Warszawa 2003 (www.ippc.mos.gov.pl).
• 2. K. MAJEWSKA-NOWAK: Separacja uciążliwych zanieczyszczeń organicznych z wykorzystaniem metod membranowych. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, Warszawa 2013.
• 3. S. E. STANLEY: Toksykologia środowiskowa. Aspekty chemiczne i biochemiczne. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012.
• 4. S. SENTHILKUMAAR, P. KALAAMANI, C. V. SUBBURAAM: Liquid phase adsorption of Crystal Violet onto activated carbons derived from male flowers of coconut tree. Journal of Hazardous Materials 2006, Vol. 136, No. 3, pp. 800–808.
• 5. M. JOSHI, R. BANSAL, R. PURWAR: Colour removal from textile effluents. Indian Journal of Fibre & Textile Research 2004, Vol. 29, No. 2, pp. 239–259.
• 6. H. SELCUK, S. MERIC: Ozone pre-oxidation of a textile industry wastewater for acute toxicity removal. Global NEST Journal 2006, Vol. 8, No. 2, pp. 95–102.
• 7. S. MERIC, D. KAPTAN, T. OLMEZ: Color and COD removal from wastewater containing Reactive Black 5 using Fenton’s oxidation process. Chemosphere 2004, Vol. 54, No. 3, pp. 435–441.
• 8. M. el HADDAD, A. REGTI, M. R. LAAMARI, R. MAMOUNI, N. SAFFAJ: Use of Fenton reagent as advanced oxidative process for removing dyes from aqueous solutions. Journal of Materials and Environmental Science 2014, Vol. 5, No. 3, pp. 667–674.
• 9. L. BILIŃSKA, S. LEDAKOWICZ: Możliwości wykorzystania technik pogłębionego utleniania AOP do oczyszczania ścieków włókienniczych w warunkach przemysłowych. Informator Chemika Kolorysty 2011, vol. 17, ss. 21–35.
• 10. I. OLLER, S. MALATO, J. A. SANCHEZ-PEREZ: Combination of advanced oxidation processes and biological treatments for wastewater decontamination – a review. Science of The Total Environment 2011, Vol. 409, No. 20, pp. 4141–4166.
• 11. E. BEZAK-MAZUR, D. ADAMCZYK: Adsorpcja barwników na świeżym i zregenerowanym węglu WD-extra. Rocznik Ochrony Środowiska 2011, vol. 13, ss. 951–972.
• 12. E. BEZAK-MAZUR, D. ADAMCZYK: Adsorption naphtol greenB on activated carbon F-300. Ecological Chemistry and Engineering A 2012, Vol. 19, No. 9, pp. 1123–1131.
• 13. E. BEZAK-MAZUR, D. ADAMCZYK: Zmiany chemii powierzchni węgla aktywnego WD-extra po regeneracji reagentem Fentona zastosowanego do adsorpcji zieleni naftolowej B. Annual Set the Environment Protection 2013, Vol. 15, pp. 966–980.
• 14. S. BINIAK, G. TRYKOWSKI, M. PAKUŁA, A. ŚWIĄTKOWSKI, Z. POPIEL: Effects of ozone dissolved in water on physicochemical properties of activated carbon applied in drinking water treatment. Adsorption Science and Technology 2010, Vol. 28, pp. 521–531.
• 15. A. M. KALIJADIS, M. M. VUKCEVIC, Z. M. JOVANOVIC, Z. V. LAUSEVIC, M. D. LAUSEVIC: Characterisation of surface oxygen groups on different carbon materials by the Boehm method and temperature-programmed desorption. Journal of the Serbian Chemical Society 2011, Vol. 76, No. 5, pp. 757–768.
• 16. G. SZYMAŃSKI, Z. KARPIŃSKI, S. BINIAK, A. ŚWIĄTKOWSKI: The effect of the gradual thermal decomposition of surface oxygen species on the chemical and catalytic properties of oxidized activated carbon. Carbon 2002, Vol. 40, No. 14, pp. 2627–2639.
• 17. S. BRANDT: Analiza danych. Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2002.
• 18. A. E. PAPADOPULOS, D. FATTA, M. LOIZIDOU: Development and optimization of dark Fenton oxidation for the treatment of textile wastewaters with high organic load. Journal of Hazardous Materials, 2007, Vol. 146, pp. 558–563.
• 19. L. DĄBEK, E. OZIMINA, A. PICHETA-OLEŚ: Badania nad usuwaniem barwnych związków organicznych ze ścieków z przemysłu włókienniczego. Annual Set the Environment Protection 2013, vol. 15, ss. 1164–1176.
• 20. K. KUŚMIEREK, M. SANKOWSKA, A. ŚWIĄTKOWSKI: Kinetic and equilibrium studies of simultaneous adsorption of monochlorophenols and chlorophenoxy herbicides on activated carbon. Desalination and Water Treatment 2014, Vol. 52, pp. 178–183.
• 21. K. KUŚMIEREK, A. ŚWIĄTKOWSKI, P. SYGA, L. DĄBEK: Influence of chlorine atom number in chlorophenols molecules on their adsorption on activated carbon. Fresenius Environmental Bulletin 2014, Vol. 23, pp. 947–951.
• 22. A. ESLAMI, M. MORADI, F. GHANBARI, F. MEHDIPOUR: Decolorization and COD removal from real textile wastewater by chemical and electrochemical Fenton processes: A comparative study. Journal of Environmental Health Science and Engineering 2013, Vol. 11, pp. 31–38.
• 23. A. MUHAMMAD, A. SHAFEEEQ, M.A. BUTT, Z.H. RIZVI, M.A. CHUGHTAI, S. REHMAN: Decolorization and removal of COD and BOD from raw and biotreated textile dye bath effluent through advanced chemical processes. Brazilian Society of Chemical Engineering 2008, Vol. 25, No. 3, pp. 453–459.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).