Decomposition of Carcinogenic Hydrocarbons in an Integrated Oxidation – Sorption System

Włodarczyk-Makuła, M.; Wiśniowska, E.

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!
Sesja wygasła!

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Decomposition of Carcinogenic Hydrocarbons in an Integrated Oxidation – Sorption System

Autorzy

Włodarczyk-Makuła M. , Wiśniowska E.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

41_wlodarczyk_decomposition_ROS_2018.pdf

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Rozkład rakotwórczych węglowodorów w zintegrowanym układzie: utlenianie-sorpcja

Języki publikacji

Abstrakty

The aim of the study was to evaluate the removal of carcinogenic PAHs during integrated processes: catalytic oxidation and sorption. Technological research was conducted using biologically treated industrial wastewater (coke plant wastewater). Oxidation was carried out with dihydrogen peroxide. The adsorption process was carried out onto powdered activated carbon. TiO₂ was added to the wastewater as a catalyst of oxidation reaction. The experiment was carried out for 24 hours. The concentration of PAHs at the begining, after 2 and after 24 hours of integrated processes was analyzed. The effectiveness of PAHs degradation was evaluated based on the the individual compounds concentration changes before and after process. Quantitative and qualitative determination of polycyclic aromatic hydrocarbons was conducted using gas chromatograph - mass spectrometer system. The experiments were conducted under constant pH as well as under constant temperature. The efficiency of oxidation of the analyzed hydrocarbons under oxidation conditions ranged from 27 to 55%. In the presence of the titanium catalyst the efficiency of PAHs degradation was enhanced to 38-72%. During the integrated process (catalytic oxidation and adsorption on activated carbon) the PAHs removal was in the range 67-86%. The results lead to the conclusion that simultaneous oxidation and adsorption can be successfully apply in the final treatment of industrial wastewater and results in the minimizing PAHs load discharged to the environment.

Celem badań było określenie efektywności degradacji rakotwórczych WWA w zintegrowanym procesie utleniania i sorpcji. Badania technologiczne prowadzono z wykorzystaniem biologicznie oczyszczonych ścieków koksowniczych. Utlenianie prowadzono z wykorzystaniem ditlenku diwodoru. Proces adsorpcji polegał na wprowadzeniu pylistego węgla aktywnego. Katalizatorem reakcji utleniania był ditlenek tytanu. Badania prowadzono przez 24 godz. Stężenia WWA oznaczano przed procesem oraz po 2 godz. i 24 godz. trwania procesu utleniania. Efektywność degradacji WWA wyliczono na podstawie zmian stężenia WWA przed i po procesie. Analizę jakościowo-ilościową WWA prowadzono z wykorzystaniem układu chromatografu gazowego i spektrometru masowego. Badania prowadzono przy stałym odczynie środowiska i stałej temperaturze. Efektywność degradacji analizowanych węglowodorów w warunkach utleniania była w zakresie od 27 do 55%. Obecność katalizatora tytanowego wspomagała utlenianie, co powodowało, że efektywność degradacji węglowodorów była w zakresie od 38 do 72%. W procesie zintegrowanym (utlenianie katalityczne w warunkach sorpcji) efektywność degradacji WWA była w granicach od 67 do 86%. Wyniki badań potwierdzają że proces utleniania i sorpcji może być skuteczny w doczyszczaniu ścieków przemysłowych i zapewniać ograniczenie ładunku WWA wprowadzanego do środowiska.

Słowa kluczowe

PAHs coke wastewater oxidation sorption TiO2

WWA ścieki koksownicze utlenianie sorpcja TiO2

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2018

Tom

Tom 20, cz. 1

Strony

713--724

Opis fizyczny

Bibliogr. 24 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Włodarczyk-Makuła M.

Częstochowa University of Technology

autor

Wiśniowska E.

Częstochowa University of Technology

Bibliografia

1. Abdel-Shafy, H. I., Mansour, M.S.M. (2016). A review on polycyclic aromatic hydrocarbons: Source, environmental impact, effect on human health and remediation, Egyptian Jounal of. Petroleum, 25, 107-123.
2. Ayranci, E., Duman, O. (2010). Structural effects on the interactions of benzene and naphthalene sulfonates with activated carbon cloth during adsorption from aqueous solutions, Chemical Engineering Journal, 156, 70-77.
3. Beltrán, Fj, Riva,s J, Álvarez, Pm, Alonso, Ma, Acedo, B. (1999). A kinetic model for advanced oxidation processes of aromatic hydrocarbons in water: application to phenanthrene and nitrobenzene, Industrial and Engineering Chemistry Research, 38, 4189-4199.
4. Brandli, R.C., Hartnik, T., Henriksen, T., Cornelissen, G. (2008). Sorption of native polyaromatic hydrocarbons (PAH) to black carbon and amended activated carbon in soil. Chemosphere, 11, 1805-1810.
5. Dąbek, L., Ozimina, E., Picheta-Oleś, A. (2013). Research on Removal of Coloured Organic Compounds from Textile Industry Wastewater, Annual Set the Environment Protection, 15, 901-913.
6. Directive 2010/75/EU Industrial Emissions, OJ L 334, 17.12.2010, 17-119.
7. Huang, H. H., Lu, M. C., Chen, J. N., Lee, C. T. (2003). Catalytic decomposition of hydrogen peroxide and 4-chlorophenol in the presence of modified activated carbons, Chemosphere, 51, 935-943.
8. Kozak, J. Włodarczyk-Makuła, M. (2018). Photo-oxidation of selected PAHs with calcium peroxide as a source of the hydroxyl radicals, E3S Web of Conferences 30, doi.org/10.1051/e3sconf/20183002009
9. Litter, M., Quici, N. (2010) Photochemical advanced oxidation processes for water and wastewater treatment, Recent Patents on Engineering, 4, 217-241.
10. Neyens, E., Baeyens, J. (2003). A review of classic Fenton’s peroxidation as an advanced oxidation technique, Journal of Hazardous Materials, B98, 33-50.
11. Nkansah, M. A., Christy, A. A., Barth, T., Francis, G. W. (2012). The use of lightweight expanded clay aggregate (LECA) as sorbent for PAHs removal from water. Journal of Hazardous Materials, 217, 360-365.
12. Pan, B, Baoshan, X. (2008). Adsorption Mechanisms of Organic Chemicals on Carbon Nanotubes, Environment Science Technology, 24, 9005-9013.
13. Pouran, S. R., Abdul, A., Abdul, R., Wan, M., Ashri, W. D. (2014). Review on the application of modified iron oxides as heterogeneous catalysts in Fenton reactions, Journal of Cleaner Production, 64, 24-35.
14. Regulation of the Minister for the Environment May 6th 2016 list of priority substances, Dz.U. 2016, 681 (in Polish).
15. Regulation of the Minister for the Environment November 18th 2014 on the requirements which should be meet for treated effluents, Dz.U. 2014, 1800 (in Polish).
16. Rubio-Clemente, A, Torres-Palma, R.A., Panuela, G. (2014). Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons in aqueous environment by chemical treatments: A review, Science of the Total Environment, 478, 201-225.
17. Smol, M., Włodarczyk-Makuła, M., Włóka, D. (2014). Adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from aqueous solutions on different sorbents, Civil and Environmental Engineering Reports, 2, 86-97.
18. Trapido, M, Veressinina, Y, Munter, R. (1995). Ozonation and advanced oxidation processes of polycyclic aromatic hydrocarbons in aqueous solutions – a kinetic study, Environment Technology, 16, 729-740.
19. Turek, A., Włodarczyk-Makuła, M., Bajdur, W. M. (2016). Effect of catalytic oxidation for removal of PAHs from aqueous solution, Desalination and Water Treatment, 3, 1286-1296.
20. Włodarczyk-Makuła, M. (2011). Changes of PAHs content in wastewater during oxidation process. Rocznik Ochrona Środowiska, 13, 1093-1104.
21. Włodarczyk-Makuła, M., Wiśniowska, E., Turek, A., Obstój, A. (2016). Removal of PAHs from coking wastewater during photodegradation process Desalination and Water Treatment, 57, 1262-1272.
22. Włodarczyk-Makuła, M., Popenda, A. (2018). The reduction of 2- and 3-ring PAHs entering to the surface waters in the integrated processes, E3S Web of Conference WODA 2017 (w druku).
23. Yuan, M., Tong, S., Zhao, S., Jia, C. Q. (2010). Adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons from water using petroleum coke-derived porous carbon. Journal of Hazardous Materials, 1, 1115-1120.
24. Zhang, W., Wei, C., Chai, X., He, J., Cai, Y., Ren, M., Yan, B., Peng, P., Fu, J. (2012). The behaviors and fate of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in a coking wastewater treatment plant. Chemosphere, 88, 174-182.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-c7bc0924-ea17-4f05-a536-2291f5332dfe