Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

PAC adsorption efficiencies in the filter and in the homogeneous flocculator. A full-scale comparative study

Bielski Andrzej

Environment Protection Engineering

|

2022

|

Vol. 48, nr 1

83--97

EN

The paper investigates the efficiency of adsorption of organic pollutants present in natural water on powdered activated carbon (PAC). A PAC adsorption capacity is related to the mass exchange driving force between water and sorbent. During the study, it was confirmed that the mass transfer driving force in the homogeneous flocculator with simultaneous PAC adsorption was lower than in the filter column. The filter showed a better utilization of PAC adsorption capacity than the volume system, for the optimal PAC dose. The authors proposed a new method where adsorption was carried out in the filter column with PAC applied to its upper layer. The powdered sorbent was applied to the bed at the end of a backwashing cycle. Two models of PAC adsorption in transient states for the homogeneous flocculator and the column mass exchanger were presented. The simulation calculations confirmed that there was still a possibility to double the PAC adsorption capacity concerning commonly used adsorption with coagulation in the homogeneous flocculator.

2

Models of adsorption of natural contaminants from treated water for municipal purposes on powdered activated carbon

Bielski Andrzej

Technical Transactions

|

2020

|

Vol. 117, iss. 1

art. no. e2020006

EN

The paper investigates whether time and doses of powder activated carbon (PAC) effect adsorption rates of organic contaminants from water and proposes a new model of volume adsorption. Depending on the nature of the organic compounds present in water, a general description of the adsorption process may require a linear combination of adsorption models running at different rates and at different parameters of adsorption isotherms. The model showed a good fit with the measured data and could be used in designing adsorption units at water or wastewater treatment plants. The proposed set of model equations enables to predict the effects of PAC adsorption in both plug flow reactors and homogeneous reactors.

PL

Artykuł bada, w jaki sposób czas i dawki proszku węgla aktywnego (PAC) wpływają na szybkość adsorpcji zanieczyszczeń organicznych z wody, i proponuje nowy model adsorpcji objętościowej. W zależności od charakteru związków organicznych obecnych w wodzie ogólny opis procesu adsorpcji może wymagać liniowej kombinacji modeli adsorpcji działających z różnymi prędkościami i przy różnych parametrach izoterm adsorpcji. Model, na którym przeprowadzono badania, wpasował się w przykładowe dane, więc można go wykorzystać do projektowania jednostek adsorpcyjnych w oczyszczalniach wody lub ścieków. Proponowany zestaw równań modelowych pozwala przewidzieć skutki adsorpcji PAC zarówno w reaktorach z przepływem tłokowym, jak i reaktorach homogenicznych.

3

Usuwanie barwników organicznych z roztworów wodnych w obecności substancji humusowych z użyciem pyłowego węgla aktywnego i nanorurek węglowych

Szlachta M., Wójtowicz P.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

45--50

PL

W pracy poddano ocenie przydatność pyłowego węgla aktywnego i wielościennych nanorurek węglowych do usuwania syntetycznych barwników organicznych z roztworów modelowych zawierających substancje humusowe. W badaniach, jako substancje modelowe, wykorzystano kationowy barwnik – błękit metylenowy, anionowy barwnik – czerwień Kongo oraz substancje humusowe o masie cząsteczkowej w zakresie 150÷8000 Da. Testowane adsorbenty węglowe charakteryzowały się odmienną strukturą porowatą oraz różnym chemicznym charakterem powierzchni, co wpływało na ich powinowactwo do adsorbatów usuwanych z wodnych roztworów modelowych. Wykazano, że skuteczność adsorpcji błękitu metylenowego i czerwieni Kongo w dużym stopniu zależała od rodzaju zastosowanego adsorbentu oraz ilości substancji humusowych w wodzie. Ponadto potwierdzono, że stosowanie materiałów węglowych częściowo wysyconych substancjami humusowymi niekorzystnie wpływało na skuteczność adsorpcji barwników. Wykazano, że pyłowy węgiel aktywny był skuteczniejszym adsorbentem w usuwaniu błękitu metylenowego, natomiast w przypadku czerwieni Kongo lepsze efekty procesu adsorpcji uzyskano stosując nanorurki węglowe. Wzrost ilości substancji humusowych (określany jako RWO) w oczyszczanym roztworze z 1 mgC/dm3 do 30 mgC/dm3 skutkował większą adsorpcją błękitu metylenowego na badanych adsorbentach węglowych. Odnotowany przyrost skuteczności usuwania tego barwnika wynosił około 12% na pyłowym węglu aktywnym i 34% na nanorurkach węglowych. Badania z udziałem czerwieni Kongo wykazały mniejszy stopień usunięcia tego barwnika z roztworów zawierających większe ilości substancji humusowych na obu adsorbentach węglowych.

EN

The study aimed to assess suitability of multiwalled carbon nanotubes and powdered activated carbon for removal of synthetic organic dyes from model solutions containing humic substances. The model solution contained cationic dye methylene blue, anionic Congo Red and humic substances of molecular weight in the range from 150 to 8000 Da. The carbon adsorbents tested had a different porous structure and surface chemistry which influenced their affinity towards adsorbates removed from the aquatic model solutions. It was demonstrated that the efficacy of the methylene blue and Congo Red adsorption depended on the adsorbent type and the amount of humic substances in water. Further, application of adsorbents pre-loaded with humic substances adversely affected the efficacy of dye adsorption. Studies revealed that the powdered activated carbon was more effective in the methylene blue adsorption, while the carbon nanotubes – in the Congo Red removal. An increase of humic substances (known as DOC) from 1 to 30 mgC/dm3 enhanced the adsorption of methylene blue on the carbon adsorbents tested. The noted increase in efficacy of the dye removal was approximately 12% for the powdered activated carbon and 34% for the carbon nanotubes. The opposite trend was observed for Congo Red where the presence of humic substances adversely affected adsorption on the two carbon adsorbent types.

4

Effect of PAC on MBR performance during the treatment of synthetic wastewater containing organic compounds

Marszałek A., Bohdziewicz J., Puszczało E.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2017

|

Vol. 10, no. 3

127--133

EN

The aim of this study was to determine the effect of powdered activated carbon on fouling intensity of capillary membranes working in the submerged membrane bioreactor during the treatment of synthetic municipal wastewater loaded with organic compounds. The research were carried out in a membrane bioreactor including a capillary ultrafiltration module made of polyethersulfone. The feed used in the presented study was synthetic municipal wastewater which was prepared in order to include high organic content. Moreover, the volumetric flux of the treated wastewater and the percentage of reversible and irreversible fouling were determined. It was found that activated carbon addition to a membrane bioreactor (MBR) treating wastewater reduced irreversible fouling. The volumetric flux of the treated wastewater for PAC-assisted MBRs was higher by approximately 40% as compared to the volumetric flux of the treated wastewater without any sorbents.

PL

Celem niniejszej pracy było określenie wpływu dodatku sproszkowanego węgla aktywnego na intensywność zjawiska foulingu membran kapilarnych zanurzonych w bioreaktorze membranowym podczas oczyszczania syntetycznych ścieków komunalnych obciążonych związkami organicznymi. Badania prowadzono w bioreaktorze membranowym z zanurzonym ultrafiltracyjnym modułem kapilarnym wykonanym z polieterosulfonu. Substratem badań były syntetyczne ścieki komunalne, preparowane tak aby charakteryzowały się wysoką zawartością związków organicznych. W trakcie prowadzenia badań wyznaczano objętościowy strumień ścieków oczyszczonych oraz procentowy udział foulingu całkowitego, który jest sumą foulingu odwracalnego i nieodwracalnego. Wykazano, że dodatek węgla aktywnego do bioreaktora membranowego zmniejszył intensywność nieodwracalnego zjawiska blokowania membran. Objętościowy strumień ścieków oczyszczonych w obecności PAC były wyższy w porównaniu do strumienia ścieków oczyszczonych bez dodatku sorbentu średnio 40%.

5

Adsorpcja fenoli z roztworów wodnych na pylistych węglach aktywnych

Dąbek L., Kuśmierek K., Świątkowski A.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 2

217--226

EN

The adsorption process by solid adsorbents is one of the most efficient methods for the removal of organic pollutants from water. Adsorption is attractive for its relative flexibility and simplicity of design, low cost, ease of operation and regeneration. Activated carbons are now the most commonly used adsorbents of proven adsorption efficiency for organic compounds due to their physicochemical properties including specific surface area, pore volume, pore size distribution and surface chemistry. For water treatment on a commercial scale granular activated carbon is most commonly used. In this paper the adsorption of phenol (Ph) and 4-cresol (4K) from aqueous solutions on powdered activated carbons (PAC) was studied. As adsorbents, two activated carbons L2S and SX2 with similar physicochemical properties were used. The adsorption was studied in a batch adsorption system, including both kinetics and equilibrium. The kinetics was fitted with the pseudo-first order and pseudo- second order models. The adsorption kinetics was found to follow the pseudo-second order model with the coefficient of determination values greater than 0.99. The adsorption isotherms were determined and modeled with the Freundlich and Langmuir equations. The equilibrium data obtained for both adsorbates were better described by the Langmuir model than by the Freundlich isotherm model. It was found that the 4K was adsorbed better than Ph on both adsorbents. The adsorption capacities of the L2S and SX2 activated carbons towards phenols were comparable. The values of the Langmuir adsorption capacity qm for phenol were 1.634 and 1.591 mmol/dm3 for the L2S and SX2 activated carbons, respectively. The qm values for 4-cresol were 1.885 and 1.844 mmol/dm3 for the L2S and SX2, respectively. The influence of solution pH on the adsorption was also investigated. The adsorption of the Ph and 4K was almost constant from the pH 2 to 8, and decreased significantly with further increase in the pH (above the pKa of the adsorbates and pHPZC of the adsorbents).

PL

W pracy porównano właściwości adsorpcyjne dwóch pylistych węgli aktywnych (L2S i SX2) o zbliżonych właściwościach fizykochemicznych jako adsorbentów do usuwania fenolu i 4-krezolu z roztworów wodnych. Zbadano kinetykę adsorpcji, adsorpcję w warunkach równowagowych oraz wpływ pH roztworu. Adsorpcja obydwu adsorbatów przebiegała zgodnie z modelem kinetycznym pseudo 2. rzędu, a w warunkach równowagowych była dobrze opisana równaniem izotermy Langmuira. W każdym przypadku 4-krezol adsorbował się szybciej i z większą wydajnością niż fenol. Różnice w pojemnościach adsorpcyjnych poszczególnych pylistych węgli aktywnych były niewielkie. Adsorpcja utrzymywała się na stałym poziomie w środowisku o pH od 2 do 8, jej znaczny spadek był obserwowany w wysokich wartościach pH (> 8), powyżej wartości pKa adsorbatów i pHPZC adsorbentów.

6

Usuwanie zanieczyszczeń organicznych z odcieków składowiskowych metodą adsorpcji na pylistym węglu aktywnym. Część II, Kinetyka adsorpcji

Kulikowska D., Sułek P.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2008

|

R. 105, z. 1-Ś

99-105

PL

W niniejszym artykule badano szybkość adsorpcji zanieczyszczeń organicznych z odcieków składowiskowych na pylistym węglu aktywnym Norit SX2, analizując stałe kinetyczne, tj. ilość zanieczyszczeń zaadsorbowanych w jednostce czasu Q[t] oraz stałą szybkości adsorpcji k[s]. Wykazano, że adsorpcja zanieczyszczeń organicznych zachodziła zgodnie z reakcją pseudo 2. rzędu, a proces adsorpcji najbardziej efektywnie zachodził w ciągu pierwszych 10 min procesu. Najwyższe wartości stałej szybkości adsorpcji k[s] odnotowano przy dawce węgla 10 g/dm[^3] i wynosiły one 0,0228 oraz 0,0953 g/mg[x]min - odpowiednio - dla zanieczyszczeń organicznych wyrażonych ChZT i RWO. Najwyższe wartości Q[e] odnotowano przy dawce węgla 3g/dm[^3] i wynosiły one 172,4 mg ChZT/g i 48,1 mg RWO/g.

EN

In this study, the kinetic of organics adsorption from landfill leachate onto powdered activated carbon Norit SX2 was investigated. The kinetic parameters, i.e. the mass of organics adsorbed versus time Q[t] and kinetic parameter in pseudo 2. order k[s] was analysed. It was shown that pseudo 2. kinetic order was capable with the modeling of the adsorption process. Moreover, the adsorption was the most effectively during the first 10 minutes. The highest kinetic parameters k[s] were at activated carbon dosage 10 g/dm[^3] and equaled 0,0228 and 0,0953 g/mg[x]min for organics expressed as COD and DOC, respectively. The highest Q[e] was obtained at the carbon dosage 3 g/dm[^3] and it were 172,4 mg COD/g and 48,1 mg DOC/g.

7

Usuwanie zanieczyszczeń organicznych z odcieków składowiskowych metodą adsorpcji na pylistym węglu aktywnym. Część I, Efektywność procesu

Kulikowska D., Sułek P.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2008

|

R. 105, z. 1-Ś

89-98

PL

W niniejszym artykule badano efektywność usuwania zanieczyszczeń organicznych z odcieków składowiskowych metodą adsorpcji na pylistym węglu aktywnym Norit SX2. Odcieki pochodziły z wysypiska ustabilizowanego, o czym świadczą wysoki odczyn (8,34) oraz niska zawartość związków organicznych wyrażonych ChZT (1007 mg/dm[^3]), BZT[5] (108 mg/dm[^3]) i OWO (300 mg/dm[^3]). Indeks zawartości substancji humusowych mierzony na podstawie absorbancji przy długości fali [lambda] = 254 nm i [lambda] = 280 nm wyniósł - odpowiednio - 10,04 i 8,0. Efektywność usuwania zanieczyszczeń organicznych wyrażonych ChZT i RWO zmieniała się w zakresie odpowiednio 30,9-83,3% oraz 29,3-80,5% przy zwiększaniu dawki węgla z 2 g/dm[^3] do 10 g/dm[^3], a w przypadku substancji humusowych mieściła się w przedziale 44.85%. Wyznaczona na podstawie izotermy Langmuira maksymalna pojemność adsorpcyjna węgla Norit SX2 wynosiła 263,2 mg ChZT/g oraz 107,5 mg RWO/g.

EN

In this study the adsorption of organic substances from municipal landfill leachate onto commercial powdered activated carbon Norit SX2 was investigated. The leachate originated from mature landfill, that was confirmed by high pH (8,34) and low concentration of organics expressed as COD (1007 mg/dm[^3]), BOD5 (108 mg/dm[^3]) and DOC (300 mg/dm[^3]). UV[254] and UV[280] as the index of humic substances concentration were 10,04 and 8,0, respectively. The efficiency of organics removal expressed as COD and DOC was in the range of 30,9-83,3% and 29,3-80.5% at the dosage changed from 2 g/dm[^3] to 10 g/dm[^3], respectively. However, in case of humic substances, was in the range from 44 to 85%. The maximum adsorption capacity of Norit SX2 appointed from Langmuir isotherm was 263,2 mg COD/g and 107,5 mg DOC/g.

8

The influence of ozonation on the activated carbon adsorption of phenol and humic acid

Seredyńska-Sobecka B., Tomaszewska M.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2007

|

Vol. 9, nr 4

107-110

EN

To study the influence of ozonation on the activated carbon adsorption, a model solution containing approximately 8 mg/dm3 of humic acid and approximately 1 mg/dm3 of phenol has been ozonated, and then adsorption kintetics and adsorption isotherm experiments have been performed. The applied ozone doses ranged from 1 to 3 mg O3/dm3, and a contact time was 1 min. In the adsorption experiments, the commercial activated carbon CWZ-30 (Gryfskand Sp. z o.o., Hajnówka, Poland) has been used. Phenol adsorption under equilibrium conditions was determined by the Freundlich isotherm equation, and the modified Freudlich isotherm equation has been employed for the determination of humic acid equilibrium adsorption. The applied oxidation conditions resulted in color, chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC) and UV254 absorbance removal, by 4 - 13%, 3 - 6%, 3 - 7%, respectively. After ozonation, phenol concentration decreased by 6 - 23%. These changes in the model solution did not affect the humic acid adsorption, however, they deteriorated phenol adsorption.

9

Usuwanie mikrocystyn z użyciem pylistego węgla aktywnego podczas koagulacji domieszek wody powierzchniowej

Jodłowski A., Jurczak T.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2004

|

T. 7, nr 2

173-184

PL

Przedstawiono wyniki badań nad koagulacją domieszek wody pobranej w okresie późnego lata ze Zbiornika Sulejowskiego, zanieczyszczonej dodatkowo mikrocystynami (MC), toksynami pochodzenia sinicowego. W badaniach użyto MC wyekstrahowanych z naturalnego materiału biologicznego zdominowanego przez sinice Microcystis aeruginosa. Sumaryczne stężenie analizowanych form MC wynosiło ok. 10 µg/l (MC-LR, MC-RR i MC-YR). Podczas usuwania domieszek rozpuszczonych, w tym MC, wykorzystano pylisty węgiel aktywny (PWA) CWZ-22. Czas kontaktu PWA z wodą surową wynosił 15 minut oraz dodatkowe 45 minut podczas flokulacji i sedymentacji. Domieszki w postaci koloidów i zawiesin o wysokim stopniu dyspersji oraz dodanego PWA usuwano z wody przy użyciu siarczanu glinu i porównawczo wstępnie zhydrolizowanego koagulantu PAC 10WA. Większą skuteczność usuwania substancji rozpuszczonych stwierdzono po skojarzeniu PWA i siarczanu glinu. W wyniku zastosowania adsorpcji przy użyciu PWA CWZ-22 i koagulacji siarczanem glinu osiągnięto wysoki stopień usuwania MC z wody (usunięto 63% MC-LR przy dawce CWZ-22 wynoszącej 50 mg/l), chociaż nie uzyskano całkowitej ich eliminacji. Zadowalający stopień usuwania MC uzyskano po wydłużeniu sumarycznego czasu kontaktu domieszek wody z PWA do ok. 1,5 h.

EN

Results of the investigation on the treatment of water taken from the Sulejów Reservoir (Central Poland) during late summer are presented in the article. Water was contaminated additionally with microcystins (MCs) generated by blue-green algae. MCs were extracted from the natural biological material collected from the Sulejów Reservoir in which the blue-green algae Microcystins aeruginosa dominated. Total MC's concentration was of about 10 µg/l (MC-LR, MC-RR and MC-YR). Microcystins analysis were carried out by high performance liquid chromatography (HPLC) with photo-diode array detection. Microcistin concentrations were determined by comparision of peak areas with those of standards. Comparison of isotherms obtained for MC-LR, MC-YR and MC-RR suggested that three variants did not show a significant difference in sorption performance. Applied contact time was of 15 minutes. Colloids and suspended matter as well as introduced PAC with adsorbed MCs were removed by means of alum and in comparison by polyaluminium chloride (PAC 10WA). Higher efficiency of dissolved matter removal from purified water was obtained as a result of PAC, CWZ-22 and alum application. MC-LR percentage removal equal 63% was obtained as a result of 50 mg/l of PAC and 120 mg/l of alum introduction. Unfortunately, entire elimination of MC was not obtained. Total MC concentration was reduced from 9.4 to 1.0 mg/l when the contact time was as long as 1.5 hour.