Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Removal of Acid Red 27, Reactive Black 5 and Acid Green 16 from Aqueous Solutions using Potassium Ferrate(VI)

Thomas Maciej, Kliś Simona, Barbusiński Krzysztof, Chyc Marek

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2019

|

Vol. 27, no. 4 (136)

71--75

EN

The article presents the possibility of using potassium ferrate(VI) (K2FeO4) to remove dyes (Acid Red 27, Reactive Black 5, Acid Green 16) belonging to the single azo, double azo and triarylmethane classes from aqueous solutions with an initial concentration of 100 mg/l (Chemical Oxygen Demand (COD) values for AR27, RB5 and AG16 sulutions were 172, 156 and 198 mg O2/l, respectively). For the most favorable values of oxidation parameters of AR27 and RB5 (pH 7, K2FeO4 concentration, 180 and 240 mg/l, respectively, reaction time 10 min), visual discolouration of the aqueous solutions investigated and a decrease in COD values of 83.7% and 81.4%, respectively, were achieved. In the case of AG 16 dye, in the most favorable conditions of the oxidation process (pH 3, K2FeO4, concentration 300 mg/l, 15 min), visual discolouration and a decrease in the COD value of 83.8% were also obtained. The probable reasons for the higher resistance of AG16 to oxidation using K2FeO4 compared to AR27 and RB5 were also explained, based on the analysis of the structure and type of bonds present in the molecule AG 16.

PL

W artykule przedstawiono możliwość zastosowania żelazianu(VI) potasu (K2FeO4) do usuwania barwników (Acid Red 27, Reactive Black 5, Acid Green 16), należących do barwników azowych i triarylometanowych z roztworów wodnych o stężeniu początkowym 100 mg/dm3 (wartości ChZT(Cr) dla roztworów Acid Red 27, Reactive Black 5 i Acid Green 16 wynosiły odpowiednio 172, 156 i 198 mg O2/dm3). Dla najkorzystniejszych wartości parametrów procesu utleniania Acid Red 27, Reactive Black 5 (pH 7, stężenie K2FeO4 odpowiednio 180 i 240 mg/dm3, czas reakcji 10 min.), uzyskano wizualne odbarwienie badanych roztworów wodnych oraz zmniejszenie wartości ChZT(Cr), odpowiednio o 83,7% i 81,4%. W przypadku barwnika Acid Green 16, w najkorzystniejszych warunkach przebiegu procesu utleniania (pH 3, stężenie K2FeO4 300 mg/dm3, czas reakcji 15 min.), uzyskano także wizualne odbarwienie oraz zmniejszenie wartości ChZT(Cr) o 83,8%. Wyjaśniono też prawdopodobne przyczyny większej odporności Acid Green 16 w stosunku do Acid Red 27 i Reactive Black 5 na utlenianie z zastosowaniem K2FeO4, na podstawie analizy budowy i rodzaju wiązań obecnych w cząsteczce barwnika Acid Green 16.

2

Synthetic Textile Wastewater Treatment using Potassium Ferrate(VI) – Application of Taguchi Method for Optimisation of Experiment

Thomas M., Barbusiński K., Kliś S., Szpyrka E., Chyc M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 3 (129)

104--109

EN

The article attempts to assess the usefulness of the Taguchi method to optimise the purification process of synthetic textile wastewater (pH 6.7 - 7.2, Conductivity = 6.71 - 6.84 mS/cm, Salinity = 3581 - 3648 mg NaCl/l, Colour = 560 - 4710 mg Pt/l, COD = 2220 - 2290 mg O2/l, TOC = 394 - 551 mg/l) using K2FeO4. The research was conducted using 3 types of wastewater containing anionic detergent (sodium lauryl sulfate, 100 mg/l) and differing only in the concentration of azo dye Acid Green 16 (AG 16). Technical K2FeO4 was used as an oxidiser, which was subjected to physico-chemical analysis (purity, UV-VIS spectrum, surface characteristics and chemical composition using SEM and EDX methods). For planning and optimising the wastewater treatment process, the Taguchi method was used for four input parameters: pH (2, 7, 12), reaction time (10, 30, 50 min), AG 16 concentrations (20, 120, 220 mg/l) and K2FeO4 concentrations (25, 125, 225 mg/l), for which 9 experiments were performed in accordance with the plan adopted. Test result analysis allowed to indicate the optimal values for individual input parameters (pH 2, time = 50 min, AG 16 = 20 mg/l, K2FeO4 = 125 mg/l). Under these conditions, visual discoloration of wastewater was obtained (AG 16 = 0.4 mg/l, ↓98% ), colour removal (66 mg Pt/l, ↓88%) and DOC (249 mg/l, ↓37%).

PL

W artykule podjęto próbę oceny przydatności metody Taguchi do optymalizacji procesu oczyszczania syntetycznych ścieków farbiarskich (pH = 6.7-7.2, Conductivity = 6.71-6.84 mS/cm, Salinity = 3581-3648 mg NaCl/dm3, Colour = 560-4710 mg Pt/dm3, COD = 2220-2290 mg O2/dm3, TOC = 394-551 mg/dm3) z zastosowaniem K2FeO4. Badania prowadzono z wykorzystaniem 3 rodzajów ścieków zawierających detergent anionowy (laurylosiarczan sodu, 100 mg/dm3) i różniących się jedynie stężeniem barwnika Acid Green 16 (AG 16). Jako utleniacz zastosowano techniczny K2FeO4, który poddano analizie fizykochemicznej (czystość, widmo UV-VIS, charakterystyka powierzchni i skład chemiczny z zastosowaniem metod SEM i EDX). Do planowania i optymalizacji procesu oczyszczania ścieków zastosowano metodę Taguchi dla czterech parametrów wejściowych: pH (2, 7, 12), czasu reakcji (10, 30, 50 min.), stężenia AG 16 (20, 120, 220 mg/dm3) oraz stężenia K2FeO4 (25, 125, 225 mg/dm3), dla których wykonano 9 eksperymentów zgodnie z przyjętym planem. Analiza wyników badań pozwoliła na wskazanie optymalnych wartości dla poszczególnych parametrów wejściowych (pH 2, czas 50 min., AG 16=20 mg/dm3, K2FeO4 = 125 mg/dm3). W tych warunkach uzyskano wizualne odbarwienie ścieków (AG 16 = 0.4 mg/dm3, ↓98% ), zmniejszenie barwy (66 mg Pt/dm3, ↓88% ) oraz DOC (249 mg/dm3, ↓37%).

3

Investigation of the Efficiency of the UV/H2O2 Process on the Removal of Dye Acid Green 16 from Aqueous Solutions: Process Optimization and Toxicity Assessment

Płonka I., Pieczykolan B., Barbusiński K., Kalka J., Thomas M., Piskorz P. J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 6 (126)

103--107

EN

The effects of the removal of Acid Green 16 (100 mg AG-16/dm3, COD=111 mg O2/dm3) from aqueous solutions by the UV/H2O2 process in UV reactors: low pressure lamp (LP, 15W) and medium pressure lamps (MP, 150W) are presented. The best results of AG-16 removal were obtained for H2O2 250 mg/dm3 (99.85%, AG-16=0.15 mg/dm3) and 200 mg/dm3 (99.80%, AG-16=0.20 mg/dm3) for LP and MP lamps, respectively, with the same parameters, i.e. 30 min reaction time and pH 6. Under these conditions, the AG-16 solution was completely discolored and the COD removal efficiency was 57.3% (LP lamp) and 63,4% (MP lamp). However, at optimum conditions of decolorisation, no decrease in the toxicity of solutions (Microtox test) was observed. For the MP lamp, the toxicity of solutions remained at the same level as in the initial solutions (Toxicity Unit, TU=3), whereas in the case of the LP lamp, the TU value after the process increased to 6. In conclusion, the AOPs for toxic pollutants should also be optimised from the point of view of toxicity.

PL

Przedstawiono efekty usuwania barwnika Acid Green 16 (100 mg AG-16/dm3, ChZT=110.9 mg O2/dm3) z roztworów wodnych metodą UV/H2O2 z zastosowaniem dwóch reaktorów UV: z lampą niskociśnieniową (LP, 15W) i średniociśnieniową (MP, 150W). Najlepsze efekty usunięcia AG-16 uzyskano dla H2O2 250 mg/dm3 (99.85%, AG-16=0.15 mg/dm3) i 200 mg/dm3 (99.80%, AG-16=0.20 mg/dm3) odpowiednio dla lamp LP i MP przy tych samych pozostałych parametrach, tj. czasie reakcji 30 min i pH 6. W tych warunkach uzyskano całkowite odbarwienie roztworów barwnika AG-16, a obniżenie wartości ChZT wynosiło 57.3% (lampa LP) i 63,4% (lampa MP). Dla wyznaczonych optymalnych warunków dekoloryzacji roztworów AG-16 ich toksyczność (Microtox test) nie uległa obniżeniu. Dla lampy MP toksyczność pozostała na tym samym poziomie jak roztworów wyjściowych (Jednostka Toksyczności, TU=3), natomiast w przypadku lampy LP wartość TU wzrosła do 6. Wynika z tego, że procesy AOPs dla zanieczyszczeń toksycznych powinny być optymalizowane także z uwzględnieniem analizy toksyczności.

4

Discoloration of dye wastewater by modified UV-Fenton process with sodium percarbonate

Pieczykolan B., Płonka I., Barbusiński K.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2016

|

Vol. 9, no. 4

135--140

EN

A modified Fenton process using sodium percarbonate (SP), as an alternative source of H2O2, and UV radiation was investigated to discoloration of dye wastewater containing Acid Green 16 (concentration 100 mg/dm3). This acid dye is characterized by the harmful effect on aquatic organisms and it may cause adverse effects in the aquatic environment. The experiments were carried out in two systems, in which two lamps were used as a UV radiation source: low pressure (system I) and medium pressure (system II). The effect of SP dosage (100-400 mg/dm3 – system I; and 100-250 mg/dm3 – system II), Fe2+/SP ratio (from 0.2 to 0.4), reaction pH (3 and 4) and reaction time (from 10 to 30 min) on colour removal efficiency was examined. The modified Fenton process was found to be very efficient for discoloration of simulated wastewater. For a system with a low pressure UV lamp the optimal doses of SP and Fe2+/SP ratio were 400 mg/dm3 and 0.2, respectively at pH 3 and 20 minutes reaction time. For a system with a medium pressure UV lamp the optimal doses of SP and Fe2+/SP ratio were 200 mg/dm3 and 0.33, respectively at pH 3 and 20 minutes reaction time. In both cases, at described conditions total visual discoloration was achieved. Better results of colour removal (concentration of Acid Green 16 was in the range of 0.64-0.96 mg/dm3) were achieved when the initial pH value equalled 3.0 than at initial pH value of 4.0 (concentration of Acid Green 16 was in the range of 0.80-6.87 mg/dm3).

PL

W procesie odbarwiania ścieków zawierających barwnik Acid Green 16 (o stężeniu 100 mg/dm3) zastosowano zmodyfikowany proces Fentona z nadwęglanem sodu, jako alternatywnym źródłem nadtlenku wodoru, wspomagany promieniowaniem UV. Barwnik ten zaliczany do grupy barwników kwasowych charakteryzuje się szkodliwym działaniem na organizmy wodne, a także może wywoływać niekorzystne zmiany w tym środowisku. Badania prowadzono w dwóch układach wyposażonych w lampy UV: niskociśnieniową (system I) i średniociśnieniową (system II). Podczas badań zastosowano dawki nadwęglanu sodu w zakresie (100-400 mg/dm3 – układ I oraz 100-250 mg/dm3 – układ II), wartości stosunku Fe2+/nadwęglan (od 0.2 do 0.4), pH reakcji (3 i 4), a także czas naświetlania (od 10 do 30 min). Zmodyfikowany proces Fentona okazał się bardzo skuteczny w odbarwianiu badanych ścieków. Dla układu I z lampą niskociśnieniową najkorzystniejsza dawka nadwęglanu sodu oraz stosunek Fe2+/nadwęglan wynosiły odpowiednio 400 mg/dm3 i 0.2, przy pH=3 i czasie naświetlania 20 minut. Dla układu II (lampa średniociśnieniowa) najkorzystniejsza dawka nadwęglanu sodu wynosiła 200 mg/dm3 i stosunek Fe2+/nadwęglan 0.33, przy pH=3 i czasie naświetlania 20 minut. W obu przypadkach dla tych parametrów uzyskano wizualne odbarwienie ścieków. Lepsze efekty odbarwienia uzyskano dla pH=3 w porównaniu z pH=4 (stężenie barwnika odpowiednio 0.64-0.96 mg/dm3 i 0.80-6.87 mg/dm3).

5

Wstępne badania degradacji barwnika Acid Green 16 w systemie H202/wiórki stalowe

Barbusiński K., Pieczykolan B.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2009

|

T. 12, nr 1

35-49

PL

Przeprowadzono badania degradacji barwnika Acid Green 16 za pomocą zmodyfikowanego odczynnika Fentona w dwóch reaktorach przepływowych, w których wykorzystano wiórki stalowe jako alternatywne źródło jonów żelaza. Reaktory różniły się wysokością i objętością zastosowanego wypełnienia z wiórków. Nadtlenek wodoru wprowadzano zarówno przed reaktorami (wariant I), jak i za reaktorami (wariant II). W poszczególnych seriach badań różnicowano dawki H2O2 (od 75 do 1250 mg/dm3), początkowe wartości pH ścieków (pH 3 i 4,5) oraz stopień ich alkalizacji (pH 9 i 12) po procesie Fentona. Porównano również efektywność zmodyfikowanego i klasycznego odczynnika Fentona w odbarwianiu badanych ścieków. Wykazano, że możliwe jest skuteczne zastąpienie klasycznego odczynnika Fentona modyfikacją z wiórkami stalowymi w systemie przepływowym do oczyszczania ścieków barwnych. W systemie przepływowym istotny wpływ na wielkość dawki H2O2 wymaganej do odbarwienia ścieków miało miejsce wprowadzania nadtlenku wodoru, początkowa wartość pH ścieków, a także czas kontaktu ścieków z wiórkami w reaktorze. Znacznie lepsze efekty odbarwiania uzyskiwano dla początkowego pH 3 w porównaniu do pH 4,5. Duże znaczenie odgrywał też stopień końcowej alkalizacji ścieków po procesie Fentona. Efektywność odbarwiania ścieków przy korekcie do pH 9 wynosiła 98,7 ÷ 99,8% oraz 99,8 ÷ 99,9% przy korekcie do pH 12.

EN

A modified Fenton process, using heterogeneous catalyst (swarf) as an alternative source of iron ions, was investigated for degradation of dye Acid Green 16. The experiments were carried out in two continuously-flow reactors consisting a glass column (diameter of 2.48 cm) filled with swarf. The reactors differed in bed height (3.5 and 7 cm in the first and the second reactor respectively). The swarf was made during metal sawing and the particle size of swarf was in the range of 1.2 ÷ 4.0 mm. H2O2 was dosed both before (variant I) and after (variant II) the reactors. The effect of H2O2 dosage (from 75 to 1250 mg/dm3), initial pH (3 and 4.5) and pH alkalisation after Fenton's process (pH 9 and 12) on colour removal efficiency was examined. Moreover, the effectiveness of the modified and classical Fenton's process was compared. The modified continuous Fenton process was found to be very efficient for discoloration of simulated wastewater containing 100 mg/dm3 Acid Green 16. The experimental results clearly showed that swarf could be used to replace iron salts as a catalyst in this modification. Such a system can work effectively both where H2O2 is dosing into the wastewater before and after the reactors. At the approximate process's parameters (dosage of H2O2 and initial pH) there were obtained similar effects of Acid Green 16 degradation in both classical and modified Fenton process. The dosage of H2O2, volume of swarf bed, initial pH and the place of H2O2 dosing, had fundamental impact on discoloration efficiency in the modified Fenton process. Much better results of colour removal (98.7 ÷ 99.8%) were achieved when initial pH value equalled 3.0. At initial pH value of 4.5 the results were worse (48.8 ÷ 80.6%). A very important factor was also the pH value after Fenton process. The increase of pH from 9 to 12 significantly improved the discoloration efficiency, mainly due to better precipitate iron compounds, which caused a specific colour of wastewater. It was also found, that in the case where H2O2 was added into the wastewater before reactor, it is possible to increase the efficiency of colour removal in significant way by leaving effluent after Fenton process for longer time without neutralisation. It made possible, in some range, to decrease dosages of H2O2, and the same lowering costs of wastewater treatment. The obtained results encourage to further research on this subject in order to more precise evaluation of particular parameters of continuously-flow reactor and consequently to minimize costs and maximize treatment efficiency. The presented modification of Fenton process is relatively economical because the swarf can be used as a discard material e.g. from machining.