Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modeling of Ozonation of C.I. Reactive Black 5 through a Kinetic Approach

Bilińska L., Żyłła R., Smółka K., Gmurek M., Ledakowicz S.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 5 (125)

54--60

EN

C.I. Reactive Black 5 (RB5) is the most commonly used dye in the textile industry. Ozone is a strong oxidan that can decompose many barely degradable pollutants, including dyes. Although there are many literature reports devoted to the treatment of textile wastewater and dye solutions by ozone, the ozonation mechanism and modeling of the kinetics is still not well covered. In this work a kinetic model of the process of RB5 decolourisation by ozone has been proposed and validated on the basis of experimental data. The experiments were carried out in a liquid-liquid system to avoid mass transfer limitation. A model was established for acid reaction medium. The main RB5 reaction was direct oxidation of the dye with molecular ozone. The self-decomposition of ozone in liquid phase was taken into account and described by an empirical equation. The reaction rate constants of RB5 with ozone were estimated from the experimental data in the range of (1.88 ± 0.08) × 104 – (2.53 ± 0.10) × 105 M-1s-1 (invariant with initial dye concentration). An empirical equation k′ 2 = 1.06 × 108(COH−)0.31 was built for the constant to make it dependent on the pH value. A solution of the non-linear inverse problem allowed for identification of the kinetic constants on the basis of the experimental data obtained. The model gave a good match between the prediction and experimental data for pH between 1.88 and 4.0.

PL

Reactive Black 5 (RB5) jest powszechnie stosowanym barwnikiem w przemyśle włókienniczym. Ozon, będący silnym utleniaczem, jest w stanie rozłożyć wiele trudno degradowalnych substancji w tym barwniki. Pomimo, iż oczyszczanie ścieków włókienniczych i roztworów barwników ozonem było tematem wielu pozycji literaturowych, niewiele pośród nich dotyczyło badań nad poznaniem mechanizmu utleniania oraz modelowania kinetyki tego procesu. W niniejszej pracy zaproponowano matematyczny model opisujący kinetykę procesu odbarwiania barwnika RB5 za pomocą ozonu. Walidacji dokonano poprzez porównanie wyników modelowania do danych eksperymentalnych. Eksperymenty prowadzono w układzie homogenicznym ciecz-ciecz, aby uniknąć limitacji transferu masy między fazami układu. Model został opracowany dla procesu przebiegającego w środowisku kwaśnym, gdzie główną reakcją było bezpośrednie utlenianie barwnika cząsteczkowym ozonem z jednoczesnym uwzględnieniem rozkładu ozonu w fazie ciekłej. Model opisano równaniem empirycznym. Wartości stałych szybkości reakcji RB5 z ozonem oszacowane na podstawie danych eksperymentalnych znajdowały się w zakresie od do M-1s-1 i były niezależne od początkowego stężenia substratu. W celu uzależnienia stałych szybkości od wartości pH, wyznaczono zależność empiryczną w postaci. Rozwiązanie nieliniowego problemu odwrotnego pozwoliło na identyfikację stałych kinetycznych na podstawie danych eksperymentalnych. Otrzymano dobrą zgodność pomiędzy wynikami modelowania a danymi doświadczalnymi dla wartości pH w zakresie 1,88-4,0.

2

Removal efficiency of anionic surfactants from water during UVC photolysis and advanced oxidation process in H2O2/UVC system

Ríos F., Olak-Kucharczyk M., Gmurek M., Ledakowicz S.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 1

20--26

EN

Surfactants after their use are discharged into aquatic ecosystems. These compounds may be harmful to fauna and flora in surface waters or can be toxic for microorganisms of the activated sludge or biofilm in WWTP. In order to determine effectiveness of different advanced oxidation processes on the degradation of surfactants, in this study the degradation of anionic surfactants in aqueous solution using photolysis by 254 nm irradiation and by advanced oxidation process in a H2O2/UVC system was investigated. Two representatives of anionic surfactants, linear alkyl benzene sulphonate (LAS-R11-14) and ether carboxylic derivate (EC-R12-14E10) were tested. The influence of pH, initial surfactant concentration and dose of hydrogen peroxide on the degradation was also studied. Results show outstanding effectiveness of the H2O2/UVC system in the removal of surfactant from aqueous solutions.

PL

Surfaktanty, podobnie jak większość tego typu substancji chemicznych, po wykorzystaniu trafi ają do środowiska wodnego. Związki te mogą stwarzać zagrożenie dla fl ory i fauny zasiedlającej wody powierzchniowe, jak również mogą działać toksycznie na mikroorganizmy znajdujące się w osadzie czynnym w oczyszczalniach ścieków. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań degradacji wybranych surfaktantów anionowych w środowisku wodnym przy zastosowaniu promieniowania UVC i zaawansowanego utleniania w układzie H2O2/UVC. Zbadano wpływ następujących parametrów reakcyjnych: odczyn środowiska reakcyjnego, początkowego stężenia obiektów badań i nadtlenku wodoru na szybkość degradacji surfaktantów. Uzyskane w toku prac badawczych wyniki potwierdzają wysoką skuteczność zaawansowanego utleniania w układzie H2O2/UVC w usuwaniu badanych surfaktantów ze środowiska wodnego, które jest procesem znacznie efektywniejszym w porównaniu do procesu fotolizy. Unauthenticated

3

Photocatalytic hydrogen production from glycerol - preliminary study using Pt/TiO2 and Pd/TiO2 as catalysts

Mikołajczyk K., Stelmachowski M., Gmurek M., Zaleska A., Diak M.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 1

111--116

EN

Concern for the environment and the use of renewable energy sources are the two main priorities of energy policy combined with the environmental policy based on the principles of sustainable development. Many aspects should be taken into account in the case of energy production based on biomass/biofuels, in particular the possibility of additional by-products formation. When it comes to biodiesel production, the formation of huge amounts of surplus crude glycerol may be such a problem. The well-known, traditional methods of glycerol utilization are ineffective, which was proved by the big price drop in the glycerol market. High hopes to solve this problem are placed in new technologies: bio-conversion of glycerol to various chemicals or energy carriers and photocatalytic conversion to hydrogen. The paper presents the results of some preliminary studies of photocatalytic glycerol conversion to hydrogen. The investigation was focused on proper selection of catalysts and on the search for the optimum conditions of the photocatalytic process using TiO2 doped with platinum or palladium (0.1, 0.5, 1 wt.%). The initial glycerol concentration in the solution was 4.5%. Photocatalysts were obtained by the sol-gel method. The effect of irradiation intensity was achieved by using 2-4 xenon lamps, the power of 75 W each. Gas product was analyzed by gas chromatography. The highest efficiency of hydrogen production (19.33 mmol/g of catalyst·h) was obtained for Pt doped TiO2. The production rate of hydrogen depended on catalyst concentration, the amount of the noble metal in the catalysts, the concentration of glycerol in the solution and the intensity of irradiation.

PL

Efektywna produkcja energii oparta na biomasie/biopaliwach powinna uwzględniać wiele aspektów, w szczególności możliwość powstania dodatkowych produktów ubocznych. W przypadku produkcji biodiesla takim problemem może być zagospodarowanie dużych ilości odpadowej gliceryny powstającej w tym procesie. Dotychczas stosowane tradycyjne metody jej utylizacji okazują się nieefektywne, o czym świadczy duży spadek cen na rynku surowej gliceryny. Duże nadzieje jej korzystnego zagospodarowania wiązane są z nowymi technologiami - biokonwersją do różnych produktów chemicznych i energetycznych oraz fotokatalityczną konwersją do wodoru. W pracy przedstawiono badania przeprowadzone w celu selekcji katalizatorów, które mogą być wykorzystane do konwersji gliceryny, oraz znalezienia optymalnych warunków procesowych. Rozkład gliceryny badano, stosując jako katalizator TiO2 domieszkowany platyną lub palladem (0,1, 0,5, 1% wag.). Stężenie gliceryny w roztworze wynosiło 4,5%. Fotokatalizatory otrzymano metodą zol-żel. Jako źródło światła wykorzystano od 2 do 4 lamp ksenonowych o mocy 75 W. Produkt gazowy analizowano metodą chromatografii gazowej. Najwyższą wydajność produkcji wodoru (19,33 mmola/g kat·h) otrzymano dla fotokatalizatora TiO2 domieszkowanego 0,5% Pt. Efektywność generowania wodoru zależy od rodzaju katalizatora, jego stężenia w roztworze, zawartości metalu szlachetnego w katalizatorze, stężenia gliceryny oraz intensywności naświetlania.

4

Utlenianie 2,4-dichlorofenolu z zastosowaniem homogenicznego fotosensybilizatora

Foszpańczyk M., Gmurek M., Ledakowicz S.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 3

79--81

PL

Chlorofenole są zanieczyszczeniami występującymi w wodzie. Ze względu na ich toksyczność oraz dużą odporność na degradację wciąż poszukiwane są nowe metody ich usuwania. Procesem pozwalającym na ich usunięcie jest fotosensybilizowane utlenianie. Badania wykonane z wykorzystaniem lampy ksenonowej wykazały, że proces jest energochłonny. Jednakże zastosowanie światła widzialnego pozwala znacznie obniżyć koszty. Badania uwzględniające energię niezbędną do zapoczątkowania reakcji, wzbudzenia fotouczulacza, wykazały, że jest ona na tyle niższa, że proces może być prowadzony z zastosowaniem promieniowania słonecznego jako źródłem światła.

EN

Chlorophenols are toxic water contaminants. Existing methods of water purification are not able to degrade them. Photosensitized oxidation process permits to remove aqueous pollution using visible light. The results showed that application of Xenon lamps (as a Vis light source) is energy consuming. However, when the sunlight will be used as a light source the energy cost is negligible. Moreover, results showed that energy necessary to initiate the process is quite low and the process can be led by the Sun as a light source. It can be concluded that photosensitized oxidation process can be conducted with the use of solar radiation in Polish conditions.

5

Ocena toksyczności benzyloparabenu przed i po rozkładzie fotochemicznym

Gmurek M., Ledakowicz S.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 3

85--86

PL

Zaprezentowano wyniki badań fotodegradacji benzyloparabenu w środowisku wodnym przy zastosowaniu fotosensybilizowanego utleniania. Prowadzone badania miały na celu zbadanie czy tlen singletowy powstały w wyniku wzbudzenia fotosensybilizatora zaimmobilizowanego na nie rozpuszczalnej nanowłókninie poliuretanowej przez promieniowanie widzialne jest wstanie zmniejszyć toksyczność roztworu reakcyjnego. Eksperymenty wykazały, że pomimo niewielkiej mineralizacji uzyskanej po 180 min. procesu roztwór reakcyjny zmniejszył swoją toksyczność.

EN

The degradation of benzylparaben in water solution using photolysis photosensitized oxidation was studied. Studies were conducted to examine possibility of application of singlet oxygen generated via excitation of immobilized photosensitizer into insoluble polyurethane nanofabcrics by visible light for reducing the toxicity of reaction solution. The experiments showed that despite the low mineralization obtained after 180 min. of treatment, the toxicity of reaction solution was reduced.

6

Fotokatalityczna produkcja wodoru - badania wstępne z wykorzystaniem Au/TiO2 oraz Pd/TiO2 jako fotokatalizatorów

Mikołajczyk K., Gmurek M., Stelmachowski M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 4

178--179

PL

Przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych w celu znalezienia optymalnych warunków fotokatalitycznej produkcji wodoru w układzie gliceryna-woda. Badania miały na celu wybranie fotokatalizatora, który wykazuje wysoką wydajność i selektywność. W analizie stosowano katalizator TiO2 domieszkowany złotem i palladem (0,1, 0,5, 1% mas.). Fotokatalizatory otrzymano metodą zol-żel. Stężenie rozpuszczalnika w roztworze wynosiło 4,5%. Źródło światła stanowiły 3 lampy ksenonowe o łącznej mocy 225 W,

EN

The paper presents the results of study that was performed in order to find the optimal conditions of hydrogen photocatalytic production in the glycerol-water system. The research aimed at the selection of photocatalyst, with the high yield and selectivity. Ti02 doped by gold or palladium (0.1, 0.5% by weight.) was used in the experiments performed. The glycerol concentration in the solution was equal to 4.5%. The photocatalysts were obtained by the sol-gel method. The light source consisted of three xenon lamps with a total power of 225 W.

7

Phenolic compounds in the environment - occurrence and effect on living organisms

Olak M., Gmurek M., Miller J. S.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 2

459--465

EN

Many of organic compounds used as preservatives in cosmetics, drugs and foods have adverse impact on human and animal health. In recent years, special attention has been paid on substances which interferes with endocrine system of living organisms. The group of this substances is called endocrine disrupting compounds (EDCs) and include wide range of chemicals eg phenolic compounds (parabens, phenylphenols, alkylphenols, bisphenol A etc.). EDCs can mimic or block the action of natural hormones causing changes mainly in the reproductive and immune systems, as well tumours formation. Similar to the natural hormones, EDCs are biologically active at very low concentration (pg/g - ng/g), it is the level comparable with their presence in wastewater effluents. Wastewater treatment plants using conventional treatment methods are not effective in removing most of EDCs, therefore, these compounds are present in the environment for example in marine and riverine sediments and surface water, which is often a drinking water reservoir.

PL

Wiele związków organicznych stosowanych jako środki konserwujące w kosmetykach, lekach i żywności niekorzystnie wpływa na zdrowie ludzi i zwierząt. W ostatnich latach szczególną uwagę naukowców na całym świecie zwracają związki chemiczne, powodujące różnego rodzaju zakłócenia w układzie hormonalnym organizmów żywych. Do związków tych, określanych mianem syntetycznych związków endokrynnych (endocrine disrupting compounds - EDCs), zalicza się m.in. szeroką gamę pochodnych fenolowych (np. parabeny, fenylofenole, alkilofenole, bisfenol A) i wiele innych. Związki endokrynne mogą naśladować lub blokować działanie naturalnych hormonów, powodując zmiany w układzie rozrodczym, immunologicznym oraz powstawanie nowotworów, co w konsekwencji prowadzi do poważnego zachwiania równowagi ekologicznej. EDCs, podobnie jak ich naturalne odpowiedniki, wykazują aktywność hormonalną już przy bardzo niskich stężeniach, rzędu pg g–1 i ng g–1. Większość oczyszczalni ścieków nie jest przystosowana do wydajnego usuwania EDCs ze strumienia ścieków, dlatego też związki te są obecne w wielu elementach środowiska, m.in. w osadach rzecznych i morskich, jak również wodzie powierzchniowej, będącej często rezerwuarem wody pitnej.

8

Endocrine disrupting compounds (EDCs) - environmental hazards and their photochemical degradation

Gmurek M., Olak M., Miller J. S.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 1

85--90

EN

Some of xenoestrogens presented in aqueous environment can mimic or/and block natural hormones (Endocrine disrupting compounds - EDCs). Those hazardous contaminants consist of many natural and synthetic organic compounds, but are mostly man-made substances such as pharmaceuticals and additives for personal care products. The presence of EDCs in the aquatic environment at low concentrations, coupled with their toxicity to microbe cause that the classical method of water purification, including biodegradation are ineffective. Removal of EDCs from the aquatic environment can be effectively carried out by oxidation using advanced oxidation processes and photosensitized oxidation. Applications of photochemical processes permit to obtain a high degree of reduction of EDCs in relatively short time. Photosensitized oxidation, that has shown satisfactory results, has an unquestionable advantage in being able to use oxygen from the air and the energy of sunlight. The paper presents the application of several photochemical methods for degradation of phenolic compounds belonging to the EDCs parabens, chlorophenols, phenylphenol.

PL

Niektóre ksenoestrogeny występujące w środowisku wodnym mogą naśladować lub/i blokować naturalne hormony (EDCs). Do grupy tych groźnych substancji zaliczyć można wiele naturalnych i syntetycznych organicznych związków, ale głównie są to substancje stworzone przez człowieka, takie jak farmaceutyki czy środki higieny osobistej. Obecność EDCs w środowisku wodnym w niewielkich stężeniach i często toksycznych wobec mikroorganizmów powoduje, że klasyczne metody oczyszczania wód łącznie z biodegradacją są nieefektywne. Usuwanie EDCs ze środowiska wodnego może być skutecznie realizowane na drodze utleniania poprzez zastosowanie zaawansowanych technik utleniania (AOP) oraz fotosensybilizowanego utleniania. Zastosowanie procesów fotochemicznych pozwala na uzyskanie wysokiego stopnia redukcji EDCs w relatywnie krótkim czasie. Metoda fotosensybilizowanego utleniania posiada niekwestionowaną zaletę, jaką jest możliwość wykorzystania tlenu z powietrza i energii światła słonecznego. W pracy przedstawiono zastosowanie szeregu fotochemicznych metod do degradacji związków fenolowych zaliczanych do EDCs - parabenów, chlorofenoli, fenylofenoli.

9

Analiza skuteczności fotodegradacji biocydu orto-fenylofenolu w środowisku wodnym

Gmurek M., Olak-Kucharczyk M., Miller J. S., Ledakowicz S.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2012

|

Nr 4

119-122

PL

Niniejsza praca prezentuje wyniki badań degradacji biocydu o-fenylofenolu środowisku wodnym przy zastosowaniu promieniowania UVC i widzial-go, pogłębionego utleniania w układzie H202/UV i fotosensybilizowanego utleniania. Najlepsze efekty rozkładu obiektu badań uzyskano podczas głębionego utleniania w układzie H202/UV. Wzrost pH roztworu spowodował wzrost szybkości fotolizy i fotosensybilizowanego utleniania i niewielkie spowolnienie degradacji o-fenylofenolu w układzie H202/UV.

EN

The degradation of biocide ortho-phenylphenol in water solution using photolysis, advanced oxidation in the H202/UV system and photosensitized oxidation was studied. The advanced oxidation process in the H2022/UV system was the most effective and quick method of o-phenylphenol removal from aquatic environment. An increase in pH caused the increase of photolysis and photosensitized oxidation rate, while the rate of advanced oxidation of o-phenylphenol decreased slightly.

10

Photodegradation of n-butylparaben in natural water from Sulejow reservoir

Błędzka D., Gmurek M., Olak-Kucharczyk M., Miller J., Ledakowicz S.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2011

|

Vol. 18, nr 4

517-525

EN

Removal of n-butylparaben (BP) - a compound which disrupts the endocrine system - from pure water and natural water taken from Sulejow Reservoir was investigated. Target compound degradation was performed using photochemical methods: direct photolysis by UVC irradiation, advanced oxidation in an H2O2/UV system and photosensitized oxidation employing a xenon arc lamp as a solar radiation simulator with two sensitizers. In the course of direct photolysis by UVC light (ë = 254 nm) and degradation in the H2O2/UV system, no or slight influence of the natural water matrix was observed, respectively. In the case of photosensitized oxidation, the decrease of BP concentration was 15% higher in natural water in comparison to pure water.

PL

W pracy przedstawiono badania degradacji n-butyloparabenu, ksenobiotyku zakłócającego pracę gruczołów wydzielania wewnętrznego w roztworach wody destylowanej i w wodzie naturalnej, pochodzącej z Zalewu Sulejowskiego. Reakcję rozkładu prowadzono metodami fotochemicznymi na drodze fotolizy promieniowaniem lampy UVC, bez i w obecności nadtlenku wodoru oraz poprzez fotosensybilizowane utlenianie z użyciem dwóch sensybilizatorów i lampy ksenonowej imitującej promieniowanie słoneczne. Przebieg fotolizy oraz utleniania w układzie H2O2/UV prowadzony w buforowanej wodzie destylowanej i w wodzie naturalnej praktycznie się nie różni. Natomiast proces fotosensybilizowanego utleniania w wodzie naturalnej przebiega ze zwiększoną szybkością, pozwalając uzyskać w tym samym czasie reakcji o około 15% wyższą redukcję zanieczyszczenia.