Zastosowanie skorup jaj do usuwania metali ciężkich ze ścieków z instalacji odsiarczania spalin

Makuchowska-Fryc, J.

doi:10.2429/proc.2018.12(1)020

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Zastosowanie skorup jaj do usuwania metali ciężkich ze ścieków z instalacji odsiarczania spalin

Autorzy

Makuchowska-Fryc J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2018.12(1)020

Warianty tytułu

Application of egg shells in removing heavy metals from wastewater from flue gas desulfurization installations

Konferencja

ECOpole’17 Conference (4-7.10.2017 ; Polanica Zdrój, Poland)

Języki publikacji

Abstrakty

Przeprowadzono badania skuteczności usuwania kationów Ni, Cu i Cd z roztworów wodnych z zastosowaniem wapienia marglistego, skorup jaj kurzych przeznaczonych do konsumpcji oraz skorup jaj kurzych po wylęgu, których głównym składnikiem jest węglan wapnia. Skorupy jaj kurzych są produktem ubocznym przemysłu spożywczego, który może znaleźć zastosowanie jako zamiennik wapienia marglistego wykorzystywanego do usuwania metali ciężkich z instalacji mokrego odsiarczania spalin. Do badań użyto mieszanych roztworów Ni, Cu i Cd składem zbliżonych do ścieków z instalacji mokrego odsiarczania spalin: Ni (0,526-3,118 mg/dm³), Cu (0,483-4,285 mg/dm³) i Cd (0,372-0,875 mg/dm³). Metale oznaczano metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej (F-AAS). Badania wykazały porównywalne właściwości skorup jaj kurzych w odniesieniu do wapienia marglistego, w kontekście wykorzystania tych materiałów do usuwania z roztworów kationów metali ciężkich. Wskazano również, że dominującym mechanizmem usuwania kationów metali jest ich strącanie w postaci wodorotlenków i węglanów, przy czym proces usuwania z użyciem skorup może występować również wskutek wymiany jonowej zachodzącej na organicznych składnikach skorup, szczególnie na błonach podskorupowych

The studies of the effectiveness of removing Ni, Cu and Cd cations from aqueous solutions were performed using marly limestone, shells of chicken eggs intended for consumption and shells of hen eggs after hatching, the main component of which is calcium carbonate. Egg shells are a waste product which, despite other uses, can be used as a substitute for marly limestone used to remove heavy metals from wet desulfurization installations. The studies used mixed Ni, Cu and Cd solutions similar to the sewage from the wet flue gas desulphurisation system: Ni (0.526-3.118 mg/dm³), Cu (0.483-4.285 mg/dm³) and Cd (0.372-0.875 mg/dm³). Metals were determined by atomic absorption spectrometry (F-AAS). The studies showed comparable properties of egg shells in relation to marl limestone, in the context of the use of these materials for heavy metal cations removal from solutions. It has also been shown that the dominant mechanism for removing metal cations is their precipitation in the form of hydroxides and carbonates, while the process of removal using shells can also take place due to ion exchange occurring on the organic components of the shells, especially on the crustal membranes.

Słowa kluczowe

metale ciężkie wytrącanie ścieki przemysłowe skorupy jaj kurzych

heavy metals precipitation industrial wastewater chicken egg shells

Wydawca

Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej

Czasopismo

Proceedings of ECOpole

Rocznik

2018

Tom

Vol. 12, No. 1

Strony

203--210

Opis fizyczny

Bibliogr. 28 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Makuchowska-Fryc J.

amak@uni.opole.pl

Samodzielna Katedra Inżynierii Procesowej, Uniwersytet Opolski, ul. R. Dmowskiego 7-9, 45-365 Opole, tel. 77 401 67 15, fax 77 401 67 01

Bibliografia

[1] Tan YH, Abdullah MO, Nolasco-Hipolito C. The potential of waste cooking oil-based biodiesel using heterogeneous catalyst derived from various calcined eggshells coupled with an emulsification technique: A review on the emission reduction and engine performance. Renew Sust Energy Rev. 2015;47:589-603. DOI: 10.1016/j.rser.2015.03.048.
[2] Shan R, Zhao Che, Lv P, Yuan H, Yao J. Catalytic applications of calcium rich waste materials for biodiesel: Current state and perspectives. Energy Convers Manage. 2016;127:273-283. DOI: 10.1016/j.enconman.2016.09.018.
[3] Nooshkam M, Madadlou A. Maillard conjugation of lactulose with potentially bioactive peptides. Food Chem. 2016;192:831-836. DOI: 10.1016/j.foodchem.2015.07.094.
[4] Gao Y, Xu Ch. Synthesis of dimethyl carbonate over waste eggshell catalyst. Catalysis Today. 2012;190:107-111. DOI: 10.1016/j.cattod.2011.12.004.
[5] Pavlovič DM, Ćurkowič L, Macan J, Žižek K. Eggshell as a new biosorbent for the removal of pharmaceuticals from aqueous solutions. Clean - Soil, Air, Water. 2017;45:1700082. DOI: 10.1002/clen.201700082.
[6] Kuśmierek K, Idźkiewicz P, Świątkowski A, Dąbek L. Adsorptive removal of pentachlorophenol from aqenos solutions using powdered eggshell. Archives Environ Protect. 2017;43(3):10-16. DOI: 10.1515/aep-2017-0029
[7] Shaheen SM, Rinklebe J. Phytoextraction of potentially toxic elements by Indian mustard, rapeseed, and sunflower from a contaminated riparian soil. Environ Geochem Health. 2015;37:953-967. DOI: 10.1007/s10653-015-9718-8
[8] Soares MAR, Quina MJ, Quinta-Ferreira RM. Immobilisation of lead and zinc in contaminated soil using compost derived from industrial eggshell. J Environ Manage. 2015;164:137-145. DOI: 10.1016/j.jenvman.2015.08.042.
[9] Quina MJ, Soares MAR, Quinta-Ferreira R. Applications of industrial eggshell as a valuable anthropogenic resource. Resour Conservat Recyc. 2017;123:176-186. DOI: 10.1016/j.resconrec.2016.09.027.
[10] Ummartyotin S, Pechyen C. Strategies for development and implementation of bio-based materials as effective renewable resources of energy: A comprehensive review on adsorbent technology. Renew Sust Energy Rev. 2016;62:654-664, DOI: 10.1016/j.rser.2016.04.066.
[11] Laca A, Laca A, Díaz M. Eggshell waste as catalyst: A review. J Environ Manage. 2017;197:351-359. DOI: 10.1016/j.jenvman.2017.03.088.
[12] Bhaumik R, Mondal NK, Das B, Roy P, Pal KC, Das C, et al. Eggshell powder as an adsorbent for removal of fluoride from aqueous solution: Equilibrium. Kinetic Thermodyn Stud, E-J Chem. 2012;9(3):1457-1480. DOI: 10.1155/2012/790401.
[13] Nahar K, Chowdhury MdAK, Chowdhury MdAH, Rahman A, Mohiuddin KM. Heavy metals in handloomdyeing effluents and their biosorption by agricultural byproducts. Environ Sci Pollut Res. 2018;25:7954-7967. https://doi.org/10.1007/s11356-017-1166-9.
[14] Zhang T, Tu Z, Lu G, Duan X, Yi X, Guo Ch, et al. Removal of heavy metals from acid mine drainage using chicken eggshells in column mode. J Environ Manage. 2017;188:1-8. DOI: 10.1016/j.jenvman.2016.11.076.
[15] Park HJ, Jeong SW, Yang JK, Kim BG, Lee SM. Removal of heavy metals using waste eggshell. J Environ Sci. 2007;19:1436-1441. DOI: 10.1016/S1001-0742(07)60234-4.
[16] Eletta OAA, Ajayi OA, Ogunleye OO, Akpan IC. Adsorption of cyanide from aquenos solution using calcined eggshells: Equilibrium and optimisation studies. J Environ Chem Eng. 2016;4:1367-1375. DOI: 10.1016/j.jece.2016.01.020.
[17] Liao D, Zheng W, Li X, Yang Q, Yue X, Guo L, Zeng G. Removal of lead(II) from aqueous solutions using carbonate hydroxyapatite extracted from eggshell waste. J Hazard Mater. 2010;177:126-130. DOI: 10.1016/j.hazmat.2009.12.005.
[18] Ren J, Bopape MF, Setshedi K, Kitinya JO, Onyango MS. Sorption of Pb(II) and Cu(II) by low-cost magnetic eggshells-Fe3O4 powder. Chem Indust Chem Eng Quartel. 2012;18(2):221-231. DOI: 10.2298/CICEQ110919063R.
[19] Baláž M, Bujňákova Z, Baláž P, Zorkovská A, Danková Z, Briančin J. Adsorption of cadmium(II) on waste biomaterial. J Colloid Interface Sci. 2015;454:121-133. http://dx.doi.org./10.1016/j.jcis.2015.03.046
[20] Baláž M, Ficeriová J, Briančin J. Influence of milling on the adsorption ability of eggshell waste. Chemosphere. 2016;146:458-471. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2015.12.002.
[21] Trojanowska J, Litwinowicz A. Możliwość strącania metali ciężkich na różnych etapach oczyszczania ścieków z instalacji mokrego odsiarczania spalin. Energetyka. 2013;33:477-483. https://www.energopomiar.com.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=296:moliwo-strcaniametali-cikich-na-ronych-etapach-oczyszczania-ciekow-z-instalacji-mokrego-odsiarczaniaspalin&catid=55:publikacje-2013&Itemid=154.
[22] Murakami FS, Rodrigues PO, Campos CMT, Silva MAS. Physicochemical study of CaCO3 from egg shells. Ciênc Tecnol Aliment Campinas. 2007;27(3):658-662. DOI: 10.1590/S0101-20612007000300035.
[23] Baláž M. Eggshell membrane biomaterial as a platform for applications in materials science. Acta Biomater. 2014;10:3827-3843. DOI: 10.1016/j.actbio.2014.03.020.
[24] Chien YC, Hincke MT, McKee MD. Ultrastructure of avian eggshell during resorption following egg fertilization. J Structur Biol. 2009;168:527-538. DOI: 10.1016/j.jsb.2009.07.005.
[25] Szeleszczuk Ł, Kuras M, Pisklak DM, Wawer I. Analysis of the changes in elemental composition of the chicken eggshell during the incubation period. J Animal Plant Sci. 2016;26 (3):583-587. www.thejaps.org.pk/docs/v-26-03/03.pdf.
[26] Tsai WT, Yang JM, Lai CW, Cheng YH, Lin CC, Yeh CW. Characterization and adsorption properties of eggshells and eggshell membrane. Bioresour Technol. 2006;97:488-493. DOI: 10.1016/j.biortech.2005.02.050.
[27] Ahmad M, Usman ARA, Lee SS, Kim SCh, Joo JH, Yang JE, et al. Eggshell and coral wastes as low cost sorbents for the removal of Pb2+, Cd2+ and Cu2+ from aqueous solutions. J Indust Eng Chem. 2012;18:198-204. DOI: 10.1016/j.jiec.2011.11.013.
[28] Ho JH, Yeh YN, Wang HW, Khoo S, Chen YH, Chow ChF. Removal of nickel and silver ions using eggshells with membrane, eggshell membrane, and eggshells. Food Sci Technol Res.2014;20(2):337-343. DOI: 10.3136/fstr.20.337.

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-e5112ff7-1f50-4de4-a78a-4248cee872ce