Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Removal of reactive dyes from aqueous solutions using ultrafiltration membranes

Ahmed Arif Eftekhar, Majewska-Nowak Katarzyna, Grzegorzek Martyna

Environment Protection Engineering

|

2021

|

Vol. 47, nr 3

109--120

EN

The removal of five reactive dyes varying in molecular weight (Reactive Orange 16, Remazol Brilliant Blue R, Reactive Orange 20, Reactive Black 5, Reactive Red 120) was evaluated by using flat ultrafiltration membranes made of polyethersulfone (PES) and regenerated cellulose (C) characterized by various cut-off values (5, 10, and 30 kDa). The ultrafiltration process was performed in a dead-end mode under the transmembrane pressure range of 0.05–0.2 MPa. Dye concentration in model solutions was equal to 100 mg/dm3. The separation efficiency of all tested dyes was strongly dependent on the membrane type and the membrane cut-off, as well as on the applied pressure. Unexpectedly, the molecular weight of the tested reactive dyes had a minor impact on the dye removal effectiveness. The ultrafiltration membranes made of polyethersulfone and regenerated cellulose can be used in reactive dye removal on the condition that the membrane cut-off is not higher than 10 kDa. The PES and C membranes enable the separation of reactive dyes by 80–97%, and 45–89%, respectively.

2

Chitozan jako alternatywny sorbent w procesie usuwania Am-241 z rozcieńczonych roztworów wodnych

Oszczak-Nowińska Agata

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 12

1777--1779

PL

Przeprowadzono syntezę sferycznego sorbentu na bazie chitozanu. Określono jego zdolność sorpcyjną, a także możliwości użycia do usuwania radionuklidu Am-241 z rozcieńczonych roztworów wodnych. W celu określenia zdolności sorpcyjnej chitozanu wyznaczono współczynniki dekontaminacji oczyszczanych roztworów oraz wartości współczynników podziału. Symulację rozkładu kompleksów Am(III) w zależności od pH roztworów wykonano za pomocą programu Medusa. Określono trwałość termiczną sorbentu, wykorzystując analizę termograwimetryczną sprzężoną z różnicową kalorymetrią skaningową i spektrometrią mas. Wykazano, że chitozan może stać się alternatywnym sorbentem do oczyszczania roztworów zawierających ciekłe odpady promieniotwórcze.

EN

Spheric chitosan sorbent was prepd. and used for removal of Am-241 from its aq. solns. The sorbability was detd. as decontamination factor and distribution coeff. The parameters depended on pH of soln. and were highest in alkaline solns. The thermogravimetric anal. coupled with differential scanning calorimetry and mass spectrometry were used to det. the thermal stability of the sorbent. Water and CO2 were found in the decompn. products.

3

Wpływ impregnacji powierzchniowej wodnymi roztworami Al2(SO4)3, AlK(SO4)2 oraz ZnSiF6 na właściwości zapraw i betonów

Szudek Wojciech, Szołdra Paulina, Malata Grzegorz

Cement Wapno Beton

|

2019

|

R. 24/86, nr 6

481--493

PL

W pracy przedstawiono badania powierzchniowej impregnacji cementowych zapraw i betonów oraz gipsu za pomocą roztworów wodnych: Al2(SO4)3, AlK(SO4)2 i ZnSiF6. Stwierdzono, że substancje te reagują ze składnikami zapraw i betonów oraz z domieszkami zawartymi w gipsie. Krystaliczne produkty tych reakcji były następujące: w przypadku siarczanu glinu i siarczanu potasowo-glinowego – gips, a dla heksafluorokrzemianu cynku – fluorki wapnia oraz fluorek wapniowo-cynkowy. Zastosowanie impregnacji powierzchniowej powoduje poprawę właściwości powierzchni, a przede wszystkim zmniejszenie porowatości kapilarnej i ograniczenie nasiąkliwości zapraw i betonów oraz gipsu. Natomiast w niewielkim stopniu wpływa na transport pary wodnej.

EN

In the paper the surface impregnation of mortars, cement concretes and gypsum with water solutions of: Al2(SO4)3, AlK(SO4)2 and ZnSiF6. The experiments have shown that these substances are reacting with the constituents of mortars, concretes and with admixtures contained in gypsum. The crystalline products of these reactions were the following: in the case of aluminum sulphate and aluminum-potassium sulphate – gypsum and for hexa-fluorine silicate – calcium fluoride and calcium-zinc fluoride. Application of surface impregnation the amelioration of surface properties is causing, and principally the decrease of capillary porosity and limitation of absorbability of mortars, concretes and gypsum. However, in minor degree is influencing of water vapor transportation.

4

Surfactant-aided membrane process for copper ion removal from water solutions

Klimonda A., Kowalska I.

Environment Protection Engineering

|

2018

|

Vol. 44, nr 1

141--152

EN

The usefulness of micellar-enhanced ultrafiltration (MEUF) for copper ion removal was evaluated. The experiments were performed in a semi-pilot installation in a cross-flow regime with the use of ultrafiltration modules (5 kDa and 10 kDa). The first stage of the tests included copper ion removal in the classic UF process. During the next step, anionic surfactant (sodium dodecylbenzenesulfonate, SDBS) was added to the feed solution in a wide range of concentrations. The effect of copper and surfactant concentrations on separation efficiency and permeate flux was evaluated. It was found that MEUF enables high copper ion removal. Depending on surfactant concentration in the feed solution, the average copper concentration in the permeate was in the range from 0.02 to 0.08 mM (feed solution 0.79 mM). Surfactant rejection was strongly dependent on its concentration in the feed; the highest retention was obtained when surfactant was in the form of micelles, i.e., for concentrations exceeding the CMC.

5

Ecological cutting fluids

Sułek M. W., Seweryn A., Bąk-Sowińska A., Bujak T.

Problemy Eksploatacji

|

2016

|

no. 4

107--118

EN

Industrial cutting fluids are used in the form of emulsions and microemulsions of the o/w type. They pose a hazard for the natural environment and the personnel working with them. This paper presents a new type of safe cutting fluids: aqueous solutions of surfactants. Physicochemical, tribological and operational tests were carried out in order to optimize the compositions of the cutting fluids. Physicochemical and operational properties of the optimized cutting fluid are comparable to those of the best equivalents available on the market.

PL

Stosowane w praktyce przemysłowej ciecze obróbkowe występują w formie emulsji i mikroemulsji typu o/w. Stanowią one zagrożenie dla środowiska naturalnego oraz ludzi na stanowiskach pracy. W przedstawionym artykule zaprezentowano nowy rodzaj bezpiecznych w stosowaniu cieczy chłodząco-smarujących. Są nimi wodne roztwory aktywne powierzchniowo. Dla zoptymalizowanych składów cieczy obróbkowych przeprowadzono badania fizykochemiczne, tribologiczne oraz eksploatacyjne. Ciecz obróbkowa o zoptymalizowanym składzie ma porównywalne a nawet korzystniejsze właściwości fizykochemiczne i użytkowe w porównaniu z ich najlepszymi odpowiednikami rynkowymi.

6

Adsorption of copper, cobalt, and manganese ions from aqueous solutions using oxidized multi-walled carbon nanotubes

Namin P. E.

Environment Protection Engineering

|

2016

|

Vol. 42, nr 4

75--85

EN

Adsorption of Cu2+, Co2+, and Mn2+ metal ions on oxidized multi-walled carbon nanotubes (O-MWCNTs) was investigated as a function of contact time, pH, sorbent dosage, and initial metal ion concentration. Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were oxidized using HNO3. All the adsorption experiments were conducted by the batch method. Determination of metal ions was performed by the flame atomic absorption spectrometry. The results showed that the amount of metal ions adsorbed strongly depended on pH. The affinity order of the three adsorbed metal ions by O-MWCNTs was Cu22+> Co2+ > Mn2+.

7

Modeling the combined polymerization and drying of polyacrylamide prepolymer

Lipin A. A., Lipin A. G., Wójtowicz R.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 2-M

167--174

EN

In the paper, the mathematical model of combined polymerisation and drying of polyacrylamide prepolymer is presented. It allows to predict the change of monomer conversion degree, polymer moisture content, the temperatures of gas and polymer in the dryer as well as dryer sizes. Using a developed model, values of technological parameters were established, providing faster polymerisation than in the case of drying.

PL

W ramach pracy stworzono model matematyczny dla łączonego procesu polimeryzacji i suszenia prepolimeru poliakryloamidowego. Proponowany model umożliwia wyznaczenie zmiany stopnia konwersji monomeru, zawartość wilgoci polimeru, temperatury gazu i polimeru w suszarce oraz wymiary suszarki. Z użyciem modelu wyznaczono wartości parametrów technologicznych procesu, umożliwiając szybszy proces polimeryzacji w porównaniu z suszeniem w aparacie.

8

Zastosowanie chitozanu i jego modyfikacji do usuwania barwników reaktywnych z roztworów wodnych

Barbusiński K., Salwiczek S., Zdebik D.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 12

2184-2187

PL

Przedstawiono wyniki badań nad usuwaniem barwników reaktywnych Reactive Red 198 i Reactive Blue 81 z roztworów wodnych w procesie sorpcji statycznej. Jako sorbent stosowano chitozan i jego modyfikacje: hydrożelowe kulki chitozanowe oraz ich sieciowane i kondycjonowane postacie. Jako czynniki sieciujące stosowano epichlorohydrynę oraz aldehyd glutarowy, a do kondycjonowania kulek chitozanowych używano wodorosiarczanu sodu. Modyfikacje chitozanu zwiększały pojemność sorpcyjną sorbentu, polepszając tym samym efekty usuwania barwników z ich wodnych roztworów. Najbardziej efektywnie sorpcja barwników przebiegała w kwaśnym środowisku.

EN

Chitosan powder and its beads (unmodified, cross-linked with glutaraldehyde or epichlorohydrin optionally conditioned with NaHSO4) were used for adsorption of 2 com. dyes. The highest adsorption capacity (4000–6000 mg/g) was achieved at cross-linked chitosan concn. 10.0 g/L, sorption time 24 h, pH 3.0 and initial concn. of dyes 1942.0–2014.0 mg/L. Chitosan powder was less efficient (330–590 mg/g). Adsorption processes were described by Freundlich or Langmuir isotherms.

9

Usuwanie pestycydu Mospilan 20SP z roztworów wodnych przez koagulację i adsorpcję

Kaleta J., Papciak D., Puszkarewicz A.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 6

906-910

PL

Przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań skuteczności procesu koagulacji zastosowanego do usuwania wybranego pestycydu Mospilan 20SP z wody. Zastosowanie tradycyjnych koagulantów (siarczan glinu, chlorek żelaza(III)) nie przyniosło znaczących efektów, gdyż zawartość pestycydu zmniejszyła się tylko o odpowiednio 8,8% i 8,2%. Wspomaganie koagulantów polielektrolitem kationowym Zetag- 50 poprawiło efektywność procesu o odpowiednio 10,6% i 10,2%. Największy stopień usunięcia pestycydu (100%) uzyskano, dozując dodatkowo pyliste węgle aktywne z wyprzedzeniem 5 min w stosunku do koagulantu podstawowego. Efektywność koagulacji pestycydu również wzrosła po zastosowaniu pylistego klinoptylolitu, ale w mniejszym stopniu niż przy dawkowaniu węgli aktywnych. Lepsze wyniki uzyskano, dawkując pylisty klinoptylolit równocześnie lub po koagulancie.

EN

Aq. soln. of a com. pesticide (acetamipiride) was treated with dusty activated C or clinoptylolite, Al₂(SO₄)₃ or FeCl₃, and, optionally, with a com. polyelectrolyte at 15°C and pH 5–10 under stirring in lab. stand. The solid sorbents were added before, after or simultaneously with addn. of the coagulants. The effectiveness of the coagulation was low. The addn. of activated C (0.07 g/L) 5 min before the coagulation with FeCl₃ resulted in a decrease in pesticide content from 5 mg/L down to 0.2 mg/L.

10

Badanie chemicznej i fizycznej struktury powierzchni sorbentów naturalnych wykorzystanych do usuwania jonów Pb²⁺ oraz Cd²⁺ z roztworów wodnych w układach jedno- i dwuskładnikowych

Bożęcka A., Bożęcki P., Sanak-Rydlewska S.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 3

374-383

PL

Przedstawiono wyniki badań chemicznej i fizycznej struktury sorbentów organicznych, takich jak łuszczyny słonecznika, łupiny orzecha włoskiego oraz pestki śliwek. Morfologię ich powierzchni badano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego. Chemiczną strukturę użytych sorbentów naturalnych określono z wykorzystaniem metody spektrometrii w podczerwieni (FTIR) i analizy elementarnej. Korzystając z widm FTIR podjęto próbę identyfikacji grup funkcyjnych, obecnych na powierzchni badanych materiałów i określono ich wpływ na mechanizm procesu sorpcji jonów Pb²⁺ oraz Cd²⁺ z roztworów wodnych w układach jedno- i dwuskładnikowych. Wykazano, że udział procesu wymiany jonowej w badanych procesach jest znaczący.

EN

Sunflower hulls, walnut shells and plum stones were studied for their surface morphology, chem. structure and elementary compn. and then used for sorption of Pb²⁺ and Cd²⁺ from their aq. solns. The sorption mechanism was discussed.

11

Device for study of dynamic surface tension of aqueous surfactant solutions

Kisil I., Bilischuk V., Kuchirka Y., Barna O.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2014

|

nr 2

28--30

EN

Theoretical bases of fixed spinning drop method for the study of dynamic interfacial tension of aqueous surfactant solutions on the border with other immiscible liquids in water are considered. The block diagram and appearance of the device, which implements the method of fixed spinning drop are given. There are provided the results of research of the dynamic interfacial tension between the base oil and aqueous solutions of surfactants Tipol and Savenol of different concentrations used for intensification of oil and gas extraction.

PL

Rozpatrzono podstawy teoretyczne metody stałych kropli wirujących w badaniu międzyfazowego dynamicznego napięcia wodnych roztworów środków powierzchniowych czynnych na granicy ich zetknięcia z innymi płynami. Zaprezentowano schemat blokowy i wygląd urządzenia wykorzystującego prezentowaną metodę oraz wyniki badań dynamicznego napięcia międzyfazowego wodnych roztworów Tipolu i Savenolu dla różnych koncentracji stężenia używanych do intensyfikacji wydobycia ropy naftowej i gazu.

12

Lepkość roztworów pirofosforanu sodu i heksametafosforanu sodu w wodzie destylowanej

Szypcio Z., Dołżyk K.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2014

|

z. 61, nr 4

239--249

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań lepkości roztworów pirofosforanu sodu i heksametafosforanu sodu o małym stężeniu. Zgodnie z prawem Stokesa prędkość opadania kulki w roztworze zależy od średnicy kulki, gęstości materiału kulki, gęstości i lepkości roztworu. Badano lepkość roztworów pirofosforanu sodu i heksametafosforanu sodu klasyczną metodą Stokesa w temperaturach od 15 do 30°C. W wyniku wstępnych badań dobrano średnicę i materiał kulki użytej do badań lepkości roztworów. Filmowano opadającą kulkę w roztworze, precyzyjnie mierząc czas i drogę przebytą przez opadającą kulkę. Analiza filmu umożliwiła określenie prędkości opadania kulki w roztworze. Ustabilizowaną prędkość opadania wykorzystano do analizy lepkości roztworu. Ponieważ prędkość opadania znacząco zależy od średnicy kulki, konieczne okazało się wprowadzenie korekty temperaturowej średnicy kulki. Współczynnik rozszerzalności liniowej napowietrzonego plastiku, z którego była wykonana kulka, wyznaczono z analizy prędkości opadania kulki w wodzie destylowanej, dla której jest znana gęstość i lepkość w różnych temperaturach. Badane roztwory pirofosforanu sodu i heksametafosforanu sodu w wodzie destylowanej mają znacznie mniejszą lepkość niż woda destylowana. W badaniach areometrycznych zawiesin gruntowych uwzględnienie tego faktu jest konieczne.

EN

The paper shows results of the solutions viscosity of sodium pyrophosphate and sodium hexametaphosphate of low concentration. According to Stokes' law, velocity of the descending particle in the solution depends on the diameter of the particles, the particle’s material density, density and viscosity of the solution. The viscosity of the sodium pyrophosphate and sodium hexametaphosphate solutions were investigated with the classical method of Stokes at temperatures from 15 to 30°C. As a result of preliminary tests, the diameter of the particles and the material used to test the viscosity of the solutions were chosen. The descending particle was filmed in the solution measuring accurately the time and distance travelled by a falling ball. Video analysis determined the rate of particle descent in the solution. A stabilized rate of descent was used to analyze the viscosity of the solution. Since the rate of descent depends significantly on the diameter of the particle, it was necessary to introduce temperature correction of the particle diameter. The coefficient of linear expansion of aerated plastic, of which the particle was made, was determined from analysis of the rate of descent of the particle in distilled water, for which density and viscosity at different temperatures is known. Test solutions of sodium pyrophosphate and sodium hexametaphosphate in distilled water have a much lower viscosity than distilled water. In hydrometer analysis of soil suspensions taking this fact into account is necessary.

13

Gęstość roztworów pirofosforanu sodu i heksametafosforanu sodu w wodzie

Dołżyk K., Chmielewska I.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2014

|

z. 61, nr 4

55--63

PL

Roztwory pirofosforanu sodu i heksametafosforanu sodu w wodzie destylowanej są stosowane jako dyspergenty podczas analizy granulometrycznej gruntów, w których zachodzi koagulacja. W metodzie areometrycznej do określenia procentowej zawartości drobnych cząstek konieczna jest znajomość gęstości roztworu stosowanego do przygotowania zawiesiny gruntowej. Gęstość roztworów i zawiesin gruntowych jest mierzona areometrem. Do badania gęstości użyto trzech różnych areometrów wykalibrowanych przy pomiarze znanej gęstości wody destylowanej w różnych temperaturach. Zgodnie z zaleceniami norm geotechnicznych przygotowano roztwory pirofosforanu sodu i heksametafosforanu sodu. Badano roztwory pirofosforanu sodu o stężeniu 1, 2 i 3 g/l, heksametafosforanu sodu o stężeniu 2 i 4 g/l w temperaturze od 15,5 do 30°C. Zależność gęstości roztworów pirofosforanu sodu i heksametafosforanu sodu w wodzie destylowanej jest podobna do zależności znanych z literatury gęstości roztworów chlorku sodu i wody destylowanej. Ponieważ zależność gęstości badanych roztworów pirofosforanu sodu i heksametafosforanu sodu od temperatury nie jest liniowa, współczynnik rozszerzalności objętościowej, podobnie jak wody destylowanej, nie jest stały. Wyniki badań mogą być pomocne do wprowadzania poprawki temperaturowej podczas analizy areometrycznej zawiesin gruntowych.

EN

Solutions of sodium pyrophosphate and sodium hexametaphosphate in distilled water are used as dispersing agents in grain-size analysis of soils, in which coagulation occurs. In hydrometer analysis in order to define the percentage of fine particle distribution it is necessary to know the solution density used to prepare soil suspension. The density of soil solutions and suspensions is measured by a hydrometer. Three different density hydrometers calibrated by measuring the well-known density of distilled water at different temperatures were used to measure the density. In accordance with the geotechnical standards, solutions of sodium pyrophosphate and sodium hexametaphosphate were prepared. Solutions of sodium pyrophosphate were tested at 1, 2, and 3 g/l concentration and sodium hexametaphosphate – at 2, 4 g/l concentration at temperatures from 15.5 to 30°C. The dependence of the density of sodium pyrophosphate and sodium hexametaphosphate solutions in distilled water is similar to the dependence of density of sodium chloride solution in distilled water, well-known from the literature. The dependence of the density of sodium pyrophosphate and sodium hexametaphosphate solutions on the temperature is not linear, therefore, the volume expansion coefficient, similarly to distilled water, is not constant. The test results can be helpful in temperature correction of the hydrometer analysis of groundwater suspensions.

14

Zastosowanie kompostu jako taniego sorbentu do usuwania barwników z roztworów wodnych

Jóźwiak T., Filipkowska U., Rodziewicz J., Mielcarek A., Owczarkowska D.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 3

2398--2411

EN

This study was aimed at determining the feasibility of using compost as an unconventional sorbent for dyes removal from aqueous solutions. Compost applied in the study was a product of sewage sludge composting with plant residues (birch wood chips and rapeseed straw). Experiments were conducted for two anionic reactive dyes: Reactive Yellow 84 [RY84] (1701 g/mol – λmax = 357.5 nm) and Reactive Black 5 [RB5] (991 g/mol – λmax = 600.0 nm), and for two cationic dyes: Basic Green 4 [BG4] (365 g/mol – λmax = 618.0 nm) and Basic Violet 10 [BV10] (479 g/mol – λmax = 547.5 nm). The scope of the study included: determination of the optimal pH value of dyes adsorption onto compost, determination of equilibrium time of dyes sorption onto compost, determination of the maximum sorption capacity of the analyzed dyes on compost. During each experiment, sorbent concentration in the solution was at 5 g d.m./dm3. The concentration of dye remaining in the solution was determined with the spectrophotometric method on a UV-VIS SP 2000 spectrophotometer. Analyses were conducted at a room temperature – T = 22°C. The pH value of solutions was adjusted with aqueous solutions of HCl and NaOH. Sorption of the anionic reactive dyes RY84 and RB5 was the most effective at pH = 3. The optimal pH value of cationic dyes sorption was established at pH = 5. At a high pH value (pH = 9), the sorption of each type of dye was impaired due to partial solubilization of the compost sorbent. The equilibrium time of dyes sorption on compost accounted for 180 min in the case of RY84, RB5 and BG4, and for 240 min in the case of BV10 – 240 min. Analyses of the maximum sorption capacity of the selected dyes on compost were carried out already after establishing the optimal pH value of the sorption process for each dye. Results obtained were described with the use of two sorption models: a heterogenous Langmuir 2 model (double Langmuir equation), and a heterogenousFreundlich model. The Langmuir 2 model showed the best fit to experimental data (R2> 0.99). Due to the presence of functional groups -COOH and -OH, compost is negatively charged in aqueous solutions owing to which it prefers compounds with a positive charge (cationic dyes) during sorption. Electrostatic repulsion significantly impairs the adsorption of anionic dyes. The maximum sorption capacity of compost in the case of RY84 and RB5 reached 2.15 mg/g d.m. and 4.79 mg/g d.m., whereas in the case of BG4 and BV10 – 26.41 mg/g d.m. and 27.20 mg/g d.m., respectively. Results of the maximum sorption capacity of dyes on compost were referred to results obtained with other unconventional and cheap sorbents.

15

Ekstrakcja fenoli w wodnych układach dwufazowych

Materna K.

Przemysł Chemiczny

|

2013

|

T. 92, nr 9

1640-1642

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczących efektywności wydzielania pochodnych fenolowych (fenol, 4-metylofenol, 4-nitrofenol, 4-chlorofenol, 4-fluorofenol, 4-metoksyfenol) z roztworów wodnych z wykorzystaniem układów dwufazowych, zawierających amoniową ciecz jonową i elektrolit. Do separacji zastosowano roztwory wodne D,L-mleczanu didecylodimetyloamoniowego oraz soli nieorganicznych: K3PO4 oraz NaCl. Stwierdzono, że badane układy dwufazowe zawierające amoniową ciecz jonową pozwalają na efektywną separację pochodnych fenolowych z roztworów wodnych.

EN

4-RC6H4OH (I) (R = H, NO2, Me, Cl, F, MeO) were extd. from aq. solns. (concn. 0.01–0.05 g/L) in biphasic systems contg. Me(CH2)11 Me2N⊕D,L-MeCH(OH)COOΘ – ionic liq. and K3PO4, NaCl or ethoxylated Me dodecanate at ambient temp. The extn. efficiency increased with the increasing I concn. The highest extn. efficiency was achieved for I (R = NO3) (97.1–98.2%), the lowest for I (R = H) (87.5–92.5%).

16

Wykorzystanie łupin orzecha włoskiego do usuwania jonów Cd2+ z roztworów wodnych

Gala A., Sanak-Rydlewska S.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 4

531-536

PL

Podano wyniki badań dotyczących sorpcji jonów Cd²⁺ na łupinach orzecha włoskiego. Wykazano, że jony Cd²⁺ sorbują się z wydajnością 41,9–70,4%. Zbadano wpływ czynników, takich jak stężenie sorbentu, czas mieszania, pH roztworu i temperatura na badany proces sorpcji. Adsorpcję jonów Cd²⁺ na łupinach orzecha włoskiego opisano za pomocą modelu Langmuira i Freundlicha. Maksymalna pojemność sorpcyjna dla badanego sorbentu naturalnego wyniosła 17,5 mg/g.

EN

Cd²⁺ ions were adsorbed onto walnut shells with an efficiency 41.9–70.4%. The effect concn. of natural sorbent, mixing time, pH, and temp. was studied. The process of Cd²⁺ ions sorption on the natural sorbent studied was described by the Langmuir and Freundlich models. The max. adsorption capacity of walnut shells for Cd²⁺ ions was 17.5 mg/g.

17

Wpływ konwekcji komórkowej na szybkość absorpcji ditlenku węgla w roztworach amin

Warmuziński K., Tańczyk M.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 7

1442-1444

PL

Przedstawiono wyniki doświadczalnych i teoretycznych prac wykonanych w Instytucie Inżynierii Chemicznej PAN i dotyczących wpływu konwekcji komórkowej na szybkość absorpcji ditlenku węgla w wodnych roztworach monoetanoloaminy i dietanoloaminy. Badania laboratoryjne prowadzono zarówno w kolumnie o ścianach zraszanych, jak i w absorberze wypełnionym pierścieniami Raschiga, proponując korelacje empiryczne opisujące przyspieszenie procesu przez towarzyszącą mu konwekcję komórkową. Opis teoretyczny oparto na zlinearyzowanej teorii stabilności, uzyskując narzędzie jakościowej oceny wpływu istotnych zmiennych na szybkość chemisorpcji.

EN

Expt. data on CO₂ absorption in aq. solns. of NH₂CH₂CH₂OH and NH(CH₂CH₂OH)₂ in wetted-wall and packed columns (K. Warmuziński, J. Buzek and J. Podkański, 1995) were used for quant. anal. of the cellular convection effects. The effects resulted in an enhancement of the absorption rate. A method for estimation of the effects was developed.

18

Usuwanie ditlenku węgla z wodnych roztworów amin poprzez desorpcję na hydrofobowych membranach

Ziobrowski Z., Krupiczka R., Rotkegel A.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 7

1449-1451

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu usuwania ditlenku węgla z wodnych roztworów monoetanoloaminy (MEA) oraz trietanoloaminy (TEA) poprzez desorpcję na membranach hydrofobowych PDMS Pervatech i 4060 Sulzer. Stwierdzono, że przebadane membrany mają podobne właściwości separacyjne (gęstość strumienia i selektywność). W badaniach długookresowych (6 mies.) jedynie membrana PDMS Pervatech nie wykazała oznak degradacji, co stwarza możliwości jej zastosowań praktycznych.

EN

Two com. hydrophobic membranes were used for recovering CO₂ from aq. solns. of NH₂CH₂CH₂OH and N(CH₂CH₂OH)₃ (concn. 5–15%) at 50–65°C and Reynolds no. up to 10000 for 6 mo. The CO₂ mass fluxes and sepn. selectivities did not depend significantly on the amine concn. but the mass flux increased with increasing feedstock temp. The applicability of the studied membranes was evaluated.

19

Adsorpcja fenolu z roztworów wodnych na modyfikowanych azotem adsorbentach otrzymanych z pestek śliwek

Hofman M., Pietrzak R.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 12

2461-2466

PL

Odpadowe pestki śliwek modyfikowane poprzez aktywację, pirolizę lub wzbogacenie w azot zastosowano w charakterze adsorbentów fenolu z roztworów wodnych. Stwierdzono różnice w zawartości fenolu w roztworach po adsorpcji w zależności od zastosowanego adsorbenta. Zaobserwowano wpływ zarówno właściwości teksturalnych otrzymanych adsorbentów, jak również ilości wprowadzonego do nich azotu na efektywność usuwania fenolu. Wykazano efektywność stosowanych materiałów jako adsorbentów zanieczyszczeń fazy ciekłej, co stwarza możliwość potencjalnego zastosowania tego typu materiałów odpadowych w ochronie środowiska.

EN

Plum stones were pyrolyzed at 700°C, enriched in N by treatment with NH₃/air mixt. or steam-activated at 800°C. The produced C adsorbents were studied for pore size distribution and used for removal of PhOH from its aq. solns. (concn. 100–500 mg/L). The adsorption kinetics as well as Freundlich and Langmuir parameters were detd. The 2nd order adsorption model described well the exptl. data. The steam-activated C adsorbent showed the highest sorption capacity.

20

Usuwanie zanieczyszczeń z roztworów wodnych w kolumnie wypełnionej - zagadnienia modelowania dynamiki adsorpcji

Tomczak E. T.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2011

|

Z. 412

5-172

PL

Woda do celów przemysłowych i potrzeb ludności musi odpowiadać ściśle określonym wymogom. W celu pochłaniania zanieczyszczeń z roztworów stosuje się proces adsorpcji z wykorzystaniem adsorbentów stałych o silnie rozwiniętej powierzchni. W ostatnim dziesięcioleciu zauważa się zainteresowanie tanimi i nowymi adsorbentami do usuwania jonów metali ciężkich. Do badań wytypowano adsorbenty z różnych grup: - węgiel aktywny: najczęściej omawiany w literaturze tematu oraz jako materiał referencyjny do sprawdzenia poprawności obliczeń modelowych, - chitozan liofilizowany; stosunkowo nowy sorbent, polecany do usuwania jonów metali ciężkich, - klinoptylolit: tani sorbent mineralny pozyskiwany na terenie Polski, również wykorzystywany do usuwania jonów metali z roztworów rozcieńczonych, - łuskę gryki: nowy materiał należący do tzw. tanich sorbentów (Iow cost), szeroko dostępny w kraju ze względu na specyfikę naszego rolnictwa. W każdym z przypadków przedstawiono prawdopodobny mechanizm wiązania jonów metali ciężkich z danym adsorbentem. W opracowaniu przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat określania i opisu matematycznego izoterm sorpcji z roztworów ciekłych, zjawisk zachodzących w roztworze, na powierzchni i wewnątrz ziarna adsorbentu, aby w dalszej kolejności przejść do mechanizmów adsorpcji w kolumnie wypełnionej. Przedstawiono najszerzej stosowany, klasyczny bilans masy oraz możliwości obliczania wielkości charakteryzujących pracę kolumny (współczynniki dyfuzji, wysokość strefy wymiany masy etc.). W dalszej części pracy skupiono się na prowadzeniu eksperymentów. Po wykonaniu pomiarów równowagi adsorpcyjnej, w drugim etapie pracy przeprowadzono badania w kolumnie laboratoryjnej. W obu przypadkach stosowano roztwory wieloskładnikowe jonów metali ciężkich: Cu(II), Zn(II) i Ni(II). Dodatkowo w pracy przedstawiono możliwość zastosowania sztucznych sieci neuronowych do opisu równowagi sorpcji w układach wieloskładnikowych. W dalszej kolejności (w rozważaniach inżynierskich), po wyborze odpowiedniego adsorbentu i badaniach wstępnych w małej skali, należy opracować model opisujący proces. W ramach pracy zaproponowano model matematyczny pozwalający na obliczenia stężenia roztworu na wylocie z kolumny i stężenia substancji adsorbowanej w adsorbencie, jak również krzywych przebicia dla różnych warunków prowadzenia procesu i wymiarów samej kolumny. Obliczenia prowadzono w środowisku obliczeniowym Matlaba z zastosowaniem własnych algorytmów obliczeniowych. Model dynamiki procesu w kolumnie uwzględniał specyfikę sorpcji opisanej równaniami kinetyki: pseudopierwszego rzędu (dla sorpcji fizycznej), pseudo-drugiego rzędu (dla chemisorpcji), Elovicha (dla sorpcji chemicznej i wymiany jonowej). Forma modelu zależała od tego, które z równań kinetycznych zostało w nim uwzględnione. Otrzymano więc trzy zestawy równań służących do wyznaczania parametrów pracy kolumny. W modelu uwzględniono, że czas procesu i analizowana wysokość kolumny są ze sobą powiązane. Wybierając dwa dowolne miejsca (przekroje) wzdłuż kolumny można obliczyć odpowiadające im wartości stężeń w cieczy i ilości substancji zaadsorbowanej. Wartości te wynikają z opóźnienia czasowego dopłynięcia adsorbatu do wyższego miejsca w kolumnie (przy zasilaniu od dołu), co uwzględniono przez wprowadzenie zmiennej ξ. Identyfikacja dynamiki w kolumnie polegała na znalezieniu współczynników modelu q*. K, Deff lub β, K, Deff (w przypadku wykorzystania równania Elovicha) i porównaniu wartości obliczonych z danymi eksperymentalnymi. Wprowadzenie wartości q* wyznaczonej w oparciu o równowagę urealniło wyniki i pozwoliło na obliczenie dwóch pozostałych parametrów modelu K i De(f. Poszukiwanie współczynników identyfikujących pracę kolumny może odbywać się z wykorzystaniem metod optymalizacyjnych przeszukujących dziedzinę dopuszczalnych rozwiązań w celu znalezienia ekstremum globalnego. W pracy do tego zadania wykorzystano algorytm genetyczny. Kolejnym etapem sprawdzenia poprawności działania modelu było wykonanie obliczeń w oparciu o dane literaturowe. Wybrano układy: modyfikowane barwnikiem (Reactive Orange 13) i Na2CO3 włókno kokosowe jako biosorbent oraz roztwór wodny jonów Pb(II) jako adsorbat; trociny - Cr(VI); węgiel aktywny - Cu(II). Porównano własne obliczenia modelowe z prezentowanymi w literaturze, uzyskując wyższą jakość przybliżenia danych eksperymentalnych niż w cytowanych pracach (przy dużo mniejszym nakładzie obliczeniowym). Dla każdego z badanych układów adsorbent-adsorbat przedstawiono wartości obliczonych parametrów modelu i ocenę statystyczną na podstawie: sumy kwadratów odchyleń wartości obliczonych i eksperymentalnych, kwadratu współczynnika determinacji i średniego błędu kwadratowego. Pomyślna weryfikacja opracowanego modelu opisującego proces dynamiki w kolumnie laboratoryjnej pozwala, aby w dalszym etapie rozważań przejść do problematyki powiększania skali i sterowania/kontrolowania on-line procesem przemysłowym.

EN

Water for the needs of industry and people must satisfy strictly determined requirements. To absorb pollutants from solutions, the process of adsorption with the use of solid adsorbents with strongly developed surface is applied. In the last decade a growing interest is observed in inexpensive and very cheap adsorbents to remove heavy metal ions. For our investigations adsorbents from various groups were selected: - activated carbon: most frequently discussed in the literature and used as a reference material to verify model calculations. - freeze-dried chitosan: a relatively new sorbent recommended to remove heavy metal ions, - clinoptilolite: a cheap mineral sorbent extracted in Poland used also to remove heavy metal ions from diluted solutions, - buckwheat hulls: an innovative material belonging to the so-called low-cost sorbents, readily available in Poland due to the specificity of our agriculture. In each case, a probable mechanism of binding heavy metal ions with the adsorbent is shown. The present state of knowledge on the determination and mathematical description of sorption isotherms from liquid solutions and phenomena occurring in the solution, on the surface and inside adsorbent particles are discussed in the study. Next, the mechanisms of adsorption in a packed column are presented. The most widely used, classical mass balance and the possibilities of calculating values which characterize column operation, such as diffusion coefficients, the height of mass transfer zone, etc. are considered. Experimental procedures are presented further in the study. Once adsorption equilibrium had been measured, experiments were carried out in a laboratory column. In both cases multicomponent solutions of heavy metal ions, i.e. Cu(II), Zn(II) and Ni(II), were used. Additionally, a possibility of applying artificial neural networks to describe sorption equilibrium in multicomponent systems is considered in the study. Further on, in engineering considerations, after choosing a promising adsorbent and carrying out preliminary investigations in a small scale, a model describing the process should be developed. A mathematical model to calculate the concentration of solution at the column outlet and the concentration of adsorbed substance in the adsorbent, as well as breakthrough curves for different process conditions and column dimensions was proposed in the study. Calculations were carried out in the Matlab computing environment. The model of process dynamics in the column took into account the specificity of sorption described by the kinetic equations of pseudo-first order (for physical sorption), pseudo-second order (for chemisorption) and Elovich equation (for chemical sorption and ion exchange). The model equations assumed forms which depended on which kinetic equation had been considered. Hence, three sets of equations were obtained to determine the column operation parameters. It was taken into account in the model that the process time and analyzed column height were interrelated. Two analyzed places in the column, both for the liquid and adsorbent, were delayed in time in relation to each other which was reflected by introducing variable ξ. Identification of the column dynamics consisted in finding model coefficients q*, K and Deff, or β , K and Deff when the Elovich equation was used, and comparing the calculated values with experimental data. Introduction of the value of q* determined on the basis of equilibrium made the results realistic and allowed us to calculate two other model parameters, i.e. K and Deff. Searching for the coefficients which identify the column operation can involve the use of optimization methods to find the area of feasible solutions in order to obtain a global extremum. To fulfill this task a genetic algorithm is applied in the study. A subsequent stage in the model verification were calculations based on literature data. The following systems were selected: modified with Reactive Orange 13 dye and Na2CO3 coconut fiber as a biosorbent and water solution of Pb(II) ions as an adsorbate; sawdust-Cr(VI); activated carbon-Cu(II). The model calculations were compared with those presented in the literature and the obtained approximation of experimental data appeared to be better than in the quoted studies (at a much lower computational effort). For each tested adsorbent-adsorbate system the calculated model parameters and statistical evaluation were presented on the basis of the sum of squared deviations of calculated and experimental values, the square of the determination coefficient and mean square error. A successful verification of the proposed model which describes process dynamics in the column is an encouragement for scaling-up and on-line control of an industrial process in the future.