Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania nad usuwaniem barwnych związków organicznych ze ścieków z przemysłu włókienniczegoBadania nad usuwaniem barwnych związków organicznych ze ścieków z przemysłu włókienniczego

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 2

1164--1176

EN

The manuscript presents the results of the research regarding the efficiency of removal of coloured organic compounds from textile industry wastewaters with the use of Fenton reaction and simultaneous process of sorption and oxidation in the presence of activated carbon and hydrogen peroxide (or magnesium peroxide) as well as in the presence or absence of UV radiation. The most efficient method – guaranteeing the oxidation of organic compounds and decolourization of the solution indicated by the 80% reduction in COD (as compared to the initial value) within the period of 1 h – was the use of Fenton reaction. The application of combined processes of sorption and oxidation with the use of activated carbon and hydroxen peroxide in order to remove the organic pollutants from the examined wastewaters resulted in 64% reduction in COD, but only after 24 hours. Replacing hydrogen peroxide with magnesium peroxide accelerated the process of sorption and / or oxidation of organic pollutants leading to 50% reduction in COD after 2 hours of reaction. At the same time, initiating the decomposition of H2O2 with the formation of OH* radicals in the activated carbon/hydrogen peroxide system resulted in an effective decomposition of organic compounds, which is indicated by 60% reduction in COD after 2 hours. This solution appears to be the most promising, since after the separation of activated carbon (which can be further re-used) a colourless, transparent solution of pH of 6,5 – 7,5 is obtained, which can be disposed into the municipal sewage system.

2

Wpływ chemicznej regeneracji zużytego węgla aktywnego na jego właściwości fizykochemiczne

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 6

1205-1208

PL

Badano regenerację zużytego węgla aktywnego poprzez utlenienie zaadsorbowanych substancji z wykorzystaniem nadtlenku wodoru oraz reakcji Fentona zaliczanych do utleniaczy stosowanych w metodach pogłębionego utleniania (AOP). Wykazano, że na skutek działania nadtlenku wodoru na zużyty węgiel F-300z następowało częściowe utlenienie zaadsorbowanych substancji, czemu towarzyszył znaczny ubytek masy i zmniejszenie średnicy granul, jak również zmiana charakteru chemicznego powierzchni. Pozytywny efekt regeneracji węgla aktywnego F-300z uzyskano w przypadku wykorzystania do tego celu reakcji Fentona. Wykazano, że skuteczność procesu regeneracji zależy od stosunku Fe²⁺: H₂O₂. W odniesieniu do węgla aktywnego F-300z nasyconego złożoną mieszaniną związków organicznych proces regeneracji przebiegał najefektywniej przy stosunku masowym Fe²⁺: H₂O₂ 1:5. W uzgodnionych warunkach regeneracji uzyskano węgiel aktywny o strukturze porowatej węgla świeżego, przy czym zmianie uległ charakter chemiczny powierzchni z zasadowego dla węgla świeżego F-300, na kwaśny dla węgli zregenerowanych.

EN

Spent com. activated C was regenerated with H₂O₂ or H₂O₂/Fe²⁺ and analyzed for grain size distribution and contents of acidic and basic groups on the surface. The adsorbed org. compds. were removed in both cases but the use of H₂O₂/Fe²⁺ was more efficient than that of H₂O₂.

3

Zastosowanie połączonych procesów sorpcji i utleniania do usuwania p-chlorofenolu ze środowiska wodnego

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 1

343--348

PL

W prezentowanej pracy prowadzono badania nad skutecznością usuwania p-chlorofenolu z roztworu wodnego jako symulację eliminowania ze środowiska łatwo rozpuszczalnych związków chlorowcoorganicznych, stanowiących jedno z groźniejszych zanieczyszczeń środowiska. Jako metody usuwania wybrano sorpcję, utlenianie nadtlenkiem wodoru i odczynnikiem Fentona oraz symultanicznie realizowany proces sorpcji i utlenienia nadtlenkiem wodoru. Wykazano, że nadtlenek wodoru nie utlenia p-chlorofenolu, natomiast w reakcji Fentona następuje natychmiastowy rozkład tej substancji. Stwierdzono, że sorpcja na węglu aktywnym jest skutecznym sposobem usuwania p-chlorofenolu z roztworu wodnego. Ponadto, zużyty węgiel aktywny można z powodzeniem zregenerować poprzez utlenienie zaadsorbowanej substancji nadtlenkiem wodoru lub odczynnikiem Fentona i ponownie wykorzystać jako sorbent. Jednakże proces regeneracji łączy się ze znaczną stratą węgla aktywnego na skutek jego utlenienia. Znacznie skuteczniejszym rozwiązaniem jest usuwanie p-chlorofenolu z roztworu wodnego poprzez utlenienie odczynnikiem Fentona lub nadtlenkiem wodoru w obecności węgla aktywnego. W tych warunkach ma miejsce tak proces sorpcji, jak również utlenienia substancji organicznych, zarówno w roztworze wodnym, jak i zaadsorbowanych na węglu aktywnym, co równocześnie skutkuje jego regeneracją i umożliwia ponowne wykorzystanie.

EN

In this paper the effectiveness of removing p-chlorophenol from the aqueous solution as a simulation of removing highly soluble chloroorganic compounds (being one of the most dangerous pollutants) has been examined. The following processes have been selected as the removal methods: sorption, oxidation with hydrogen peroxide and Fenton reagent as well as simultaneous sorption and oxidation with hydrogen peroxide. It has been proven that the hydrogen peroxide does not oxidate p-chlorophenol, while in the Fenton reaction an immediate decomposition of this substance takes place. It has been established that the sorption of activated carbon is an effective method of removing p-chlorophenol from an aqueous solution. Additionally, the used activated carbon may be successfully regenerated by oxidating the adsorbed substance with hydrogen peroxide or Fenton reagent and used again as a sorbent. However, the discussed process leads to a substantial loss of activated carbon as a result of its oxidation. The more effective solution is removing p-chlorophenol from the aqueous solution by oxidation with Fenton reagent or hydrogen peroxide in the presence of activated carbon. In such conditions both sorption and oxidation of organic substances present in the aqueous solution and adsorbed on the activated carbon take place, which also leads to the regeneration of the activated carbon and allows for its further use.

4

Dye removal efficiency of virgin activated carbon and activated carbon regenerated with Fenton's reagent

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 1

5-13

EN

The effectiveness of virgin and regenerated activated carbons was established for crystal violet removed from aqueous solutions. Granular activated carbon, WDex, saturated with the dye was regenerated using classic or modified Fenton's reagent, Fe2+/H2O2 and Fe2+/Ox, respectively. The application of modified Fenton's reagent resulted in the formation of hydrogen peroxide directly in the regeneration solution. The study was conducted under static and dynamic conditions. The sorptive capacities of virgin and regenerated WDex activated carbons for crystal violet were reported to be similar (approximately 42 mg/g). The results of the dynamic sorption show that under the predetermined conditions the regenerated activated carbons were better sorbents. The amount of dynamic sorption was approx. 17.6 g/dm3. The longest breakthrough time (3970 min) and the longest saturation time (11 600 min) were observed for the carbon bed regenerated with modified Fenton's reagent.

5

Assessing the Influence of the Presence of Heavy Metals Adsorbed on Activated Carbon on the Efficiency of Degradation of Phenol Using Selected Oxidizing Agent

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2012

|

Vol. 19, nr 2

249-257

EN

Removing organic substances from wastewater is a complex problem. Different methods are used for this purpose. Recently, much attention has been given to the application of sorption and advanced oxidation processes (AOPs), which contribute also to the regeneration of activated carbon. The analysis presented in this paper focused on determining the influence of Cu(II) and Fe(II) ions adsorbed on activated carbon on the efficiency of oxidation of phenol by means of H2O2, Fenton’s reagent Fe2+/H2O2 and 1:1 HNO3 solution exposed to 2450 MHz microwaves, and, accordingly, the influence of Cu(II) and Fe(II) ions on the sorptive capacity of regenerated activated carbons. The results show that the chemical regeneration of activated carbon using AOPs resulted in partial oxidation of the adsorbed organic substance. The presence of Cu(II) or Fe(II) ions increased the regeneration efficiency. Using nitric acid to oxidize adsorbed phenol brought about a dramatic decline in the sorptive capacity of activated carbon with respect to this substance and an increase in the sorptive capacity of carbon with respect to metal ions. A serious drawback of this method, however, is that the oxidation of adsorbed phenol caused a significant loss of mass of activated carbon regardless of the oxidizing agent used.

PL

Usuwanie zanieczyszczeń organicznych ze ścieków jest złożonym problemem wymagającym stosowania różnych metod. Coraz częściej rozważa się możliwość wykorzystania do tego celu procesu sorpcji i metod pogłębionego utleniania (AOPs), co jednocześnie skutkuje regeneracją węgla aktywnego. W prezentowanej pracy prowadzono badania wpływu zaadsorbowanych na węglu aktywnym jonów Cu(II) i Fe(II) na skuteczność utleniania fenolu z wykorzystaniem H2O2, reakcji Fentona Fe2+/H2O2 oraz roztworu 1:1 HNO3 w obecności mikrofal 2450 MHz, a tym samym wpływu na zdolność sorpcyjną zregenerowanych węgli aktywnych. Wykazano, że chemiczna regeneracja węgla aktywnego z wykorzystaniem metod AOP skutkuje częściowym utlenieniem zaadsorbowanej substancji organicznej. Obecność jonów Cu(II) lub Fe(II) zwiększa skuteczność regeneracji. Wykorzystanie kwasu azotowego do utleniania zaadsorbowanego fenolu skutkuje drastycznym obniżeniem zdolności sorpcyjnych węgla aktywnego względem tej substancji i wzrostem zdolności sorpcyjnych względem jonów metali. Niestety negatywnym skutkiem procesu utleniania zaadsorbowanego fenolu, niezależnie od zastosowanego czynnika utleniającego, jest znaczący ubytek masy węgla aktywnego.

6

Applying the Combined Processes of Sorption and Oxidation to Remove Organic Compounds from an Aqueous Environment Using the Example of p-Chlorophenol

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 3

275-286

EN

The efficiency of the removal of p-chlorophenol from an aqueous solution was tested to simulate the elimination of highly-hazardous soluble chloro-organic compounds from the environment. The methods selected to remove this pollutant were the consecutive and simultaneous processes of sorption and oxidation utilizing hydrogen peroxide and Fenton’s reagent. Hydrogen peroxide was incapable of oxidizing p-chlorophenol, whereas in Fenton-driven oxidation the substance was decomposed immediately. Sorption on activated carbon proved to be an effective method for removing p-chlorophenol from an aqueous solution. Moreover, the p-chlorophenol-spent activated carbon was successfully regenerated by oxidation of the adsorbed substance applying hydrogen peroxide or Fenton’s reagent and then reused as a sorbent. However, the regeneration process involved a considerable loss of mass of the activated carbon due to oxidation. A more effective method of removal of p-chlorophenol from an aqueous solution was oxidation with Fenton’s reagent or hydrogen peroxide in the presence of activated carbon. Under such conditions, the processes of sorption and oxidation of the organic substance took place both in an aqueous solution and on the surface of the activated carbon, which contributed to the regeneration and reuse of the carbon.

PL

W prezentowanej pracy prowadzono badania nad skutecznością usuwania p-chlorofenolu z roztworu wodnego, jako symulację eliminowania ze środowiska łatwo rozpuszczalnych związków chlorowcoorganicznych stanowiących jedno z groźniejszych zanieczyszczeń środowiska. Jako metody usuwania wybrano sorpcję, utlenianie nadtlenkiem wodoru i odczynnikiem Fentona oraz symultanicznie realizowany proces sorpcji i utleniania nadtlenkiem wodoru. Wykazano, że nadtlenek wodoru nie utlenia p-chlorofenolu, natomiast w reakcji Fentona następuje natychmiastowy rozkład tej substancji. Stwierdzono, że sorpcja na węglu aktywnym jest skutecznym sposobem usuwania p-chlorofenolu z roztworu wodnego. Ponadto, zużyty węgiel aktywny można z powodzeniem zregenerować poprzez utlenienie zaadsorbowanej substancji nadtlenkiem wodoru lub odczynnikiem Fentona i ponownie wykorzystać jako sorbent. Jednakże proces regeneracji łączy się ze znaczną stratą węgla aktywnego na skutek jego utlenienia. Znacznie skuteczniejszym rozwiązaniem jest usuwanie p-chlorofenolu z roztworu wodnego poprzez utlenienie odczynnikiem Fentona lub nadtlenkiem wodoru w obecności węgla aktywnego. W tych warunkach ma miejsce tak proces sorpcji, jak i utleniania substancji organicznych zarówno w roztworze wodnym, jak i zaadsorbowanych na węglu aktywnym, co równocześnie skutkuje jego regeneracją i umożliwia ponowne wykorzystanie.

7

Assessing the effect of iron ions adsorbed on activated carbon and the efficiency of decomposition of organic impurities using selected oxidizing agents

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Structure and Environment

|

2011

|

Vol. 3, no. 1

29-35

EN

This study analyzes the effect of Fe (II) ions adsorbed on activated carbon on the efficiency of phenol decomposition, using H2O2, Fe2+/H2O2 (Fenton's reaction) and 1:1 HNO3 solutions (in the third case, in the presence of microwaves), and, accordingly, their effect on the sorptive capacity of regenerated activated carbons. The chemical regeneration of the activated carbons using the Advanced Oxidation Process (AOP) method resulted in partial oxidation of the adsorbed organic substance. The presence of Fe(II) ions improved the efficiency of the regeneration process. The oxidation of the adsorbed phenol, however, caused a significant loss of mass of the activated carbon.

8

Wpływ właściwości węgli aktywnych na szybkość usuwania wybranych barwników z roztworów w obecności nadtlenku wodoru

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2011

|

Tom 13

1023-1042

PL

Postępujący rozwój przemysłu nierozerwalnie wiąże się z powstawaniem ścieków o złożonym składzie chemicznym, często charakteryzujących się obecnością substancji niebezpiecznych. Oczyszczanie tych ścieków, pomimo dostępności szeregu metod licznych, chemicznych i biologicznych, stanowi wciąż istotny problem. Szczególnie w przypadku gdy w ściekach obecne są substancje oporne na degradację i toksyczne w stosunku do mikroorganizmów. Przykładem ścieków, których oczyszczanie nastręcza wiele problemów, są ścieki barwne pochodzące z przemysłu farbiarskiego, włókienniczego, poligraficznego. Występujące w tych ściekach barwniki to złożone cząsteczki organiczne i metaloorganiczne zawierające pierścienie aromatyczne i zawierające ugrupowania azowe, nitrowe, nitrozowe, chinoidowe, iminochinoidowe, polienowe lub disiarczkowe [1, 8, 9]. Z uwagi na ogromną ilość związków stosowanych jako barwniki, różniących się grupami chromoforowymi oraz podstawnikami nadającymi im specyficzne właściwości jak rozpuszczalność, polarność do ich usuwania ze ścieków konieczne jest stosowanie, a często nawet łączenie wielu metod takich jak biodegradacja, koagulacja, sorpcja, utlenianie i filtracja [1÷3, 7÷11]. Dane literaturowe [7, 9, 11], jak i wdrożone rozwiązania [10] wskazują, że coraz częściej do oczyszczania ścieków zawierających barwniki stosuje się metody pogłębionego utleniania (AOP Advanced Oxidation Process), wykorzystujące wysoki potencjał utleniający (2,8 mV) powstających w środowisku reakcji rodników hydroksylowych OH [14]. Rodniki te powstają w efekcie działania promieniowania UV na ozon lub nadtlenek wodoru oraz w reakcji Fentona w obecności lub bez promieniowania ultrafioletowego. Wysoko reaktywne rodniki hydroksylowe reagują praktycznie ze wszystkimi związkami organicznymi powodując ich rozkład na prostsze cząsteczki lub prowadząc do całkowitego utlenienia. To sprawia, że utlenianie chemiczne metodą AOP jest coraz częściej rozważane nie tylko jako uzupełnienie ale również jako alternatywa dla metod konwencjonalnych. Niestety poważną wadą metod AOP jest stosowanie znacznych ilości utleniaczy, z uwagi na rozcieńczenie zanieczyszczeń organicznych jak i możliwość powstawania produktów pośrednich utlenienia, co w konsekwencji prowadzi do zwiększenia ilości ścieków oraz kosztów. Z tego też względu istotnego znaczenia nabiera połączenie pogłębionego utleniania z sorpcją. Wprowadzony do układu reakcyjnego sorbent pozwala zarówno na zatężenie zanieczyszczeń jak i wiąże produkty pośrednie degradacji. Najkorzystniejszym sorbentem wydaje się być węgiel aktywny. Jak wskazują dane literaturowe [2, 9, 11, 13] katalizuje on rozkład utleniaczy takich jak ozon lub nadtlenek wodoru z utworzeniem reaktywnych rodników hydroksylowych. Połączenie w jednym procesie sorpcji i utlenienia katalizowanego węglem aktywnym zapewnia wzrost skuteczności usuwania barwników. Celem prezentowanej pracy była ocena skuteczności usuwania z roztworu wodnego wybranych barwników takich jak fiolet krystaliczny i czerwień fenolowa, poprzez ich utlenianie nadtlenkiem wodoru w obecności różnych węgli aktywnych i podjęcie próby znalezienia zależności pomiędzy właściwościami fizykochemicznymi węgli oraz budową barwników i ilością utleniacza, a efektywnością procesu.

EN

The paper discusses the efficiency of activated carbon used for removal of two dyes - crystal violet and phenol red - in aqueous solution by oxidation with hydrogen peroxide. The tests were conducted using four different activated carbons: two fresh carbons (WDex and WG-12), one used carbon (F-200S) and one subjected to regeneration with Fenton reagent (F-200R). The first stage of the analysis involved assessing the removal efficiency of the two dyes using sorption or oxidation with hydrogen peroxide at different concentrations of the oxidant. Commercially available fresh activated carbon, WDex, showed the highest sorptive capacity, which was 34 mg/g and 63 mg/g for crystal violet and phenol red, respectively. Under similar conditions, the dye sorption on the WG-12 carbon was 12 mg/g for crystal violet and 40 mg/g for phenol red. The sorptive capacities of F-200R and F-200S carbons were definitely lower; they were less than 10 mg/g for both dyes. Attempts to remove the dyes from solution by oxidation with hydrogen peroxide at concentrations of 375÷7500 mg H2O2/L were unsuccessful. However, the addition of activated carbon to the dye-H2O2 system led to an increase in the rate of solution decolourization. The experiments were conducted at a fixed concentration of crystal violet of approximately 19 mg/L and of phenol red of 21 mg/L, a constant amount of activated carbon in solution (0.5 g) and concentrations of hydrogen peroxide ranging from 1500 to 7500 mg/L. The fastest change in concentration of crystal violet solution, i.e. as early as within 20 minutes of reaction, was observed for the WDex carbon. It decreased by 40% at dose of oxidant 1500 mg H2O2/L, and by 70% at dose of oxidant 3750 mg H2O2/L. Increasing the time of reaction to 80 minutes resulted in total decolourization. Similarly, a higher rate of decolourization of crystal violet solution was observed when the reactive system contained the WG-12 carbon. Within 20 minutes of reaction, the concentration decreased by 30% at dose of oxidant 1500 mg H2O2/L. The concentration was approximately 40% lower when dose of oxidant increased to 3750 mg H2O2/L. The total decolourization was achieved within 160 minutes of reaction at a decrease in the concentration by approximately 90%. When used carbon (F-200S) was added to the crystal violethydrogen peroxide system, the rate of the dye decomposition was higher than during sorption. When the regenerated carbon (F-200R) was used, the total decolourization of the solution was observed as early as within 120 minutes at a concentration of hydrogen peroxide of 3750 mg H2O2/L. Similar experiments conducted for phenol red show that the presence of activated carbon in the dye-H2O2 system caused an increase in the dye removal rate. However, even under the most favourable conditions, in the presence of the fresh carbon (WDex), the decolourization was only slightly higher than 80%, within 160 minutes of reaction. The decomposition efficiency of the phenol red solution in the presence of the WG-12, F-200R and F-200S carbons was much lower, although in each case the use of the phenol redactivated carbon-oxidant reactive system was more favourable than sorption or oxidation only. The increase in the dye removal rate was attributable to the generation of hydroxyl radicals in the reactive system, as they were responsible for the oxidation of organic compounds. The rate at which the selected dyes are removed from solution in the dye-hydrogen peroxide-activated carbon system is well described by the kinetic equation of the second-order reaction (II). Carbons with higher dechlorination efficiency are more effective catalysts for generating hydroxyl radicals in hydrogen peroxide solution.

9

Chemiczna regeneracja zużytego węgla aktywnego z wykorzystaniem reakcji Fentona

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Przemysł Chemiczny

|

2011

|

T. 90, nr 10

1909-1916

10

Wykorzystanie węgla aktywnego i nadtlenku wodoru w oczyszczaniu ścieków przemysłowych

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2011

|

T. 14, nr 2

181-189

PL

Oczyszczanie ścieków przemysłowych wymaga stosowania różnych metod, w tym procesów sorpcji i utlenienia. Każdy z tych procesów ma swoje zalety i ograniczenia. Konsekwencją stosowania sorpcji (najczęściej z wykorzystaniem węgli aktywnych) jest problem zagospodarowania zużytych sorbentów, a proces utleniania wymaga wprowadzania znacznych ilości utleniaczy. Alternatywą może być połączenie obu tych procesów, realizowane jako: sorpcja, a następnie utlenienie zaadsorbowanych substancji, co skutkuje ich regeneracją i możliwością ponownego wykorzystania, lub jako sorpcja i utlenianie realizowane symultanicznie. W prezentowanej pracy prowadzono badania nad skutecznością usuwania p-chlorofenolu (jako substancji organicznej często występującej w ściekach przemysłowych) z wykorzystaniem węgla aktywnego i utleniaczy. Jako utleniacze zastosowano nadtlenek wodoru oraz odczynnik Fentona wykorzystywane w metodach pogłębionego utleniania (AOP). W tym przypadku rozkład związków organicznych zachodzi na skutek działania powstających w środowisku reakcji rodników hydroksylowych. Wykazano, że nadtlenek wodoru nie utlenia p-chlorofenolu, natomiast w reakcji Fentona następuje natychmiastowy rozkład tej substancji. Jednocześnie wykazano, że wybrany do badań węgiel aktywny WD extra charakteryzuje się dużą zdolnością sorpcyjną względem p-chlorofenolu, wynoszącą 150 mg/g. Nasycony p-chlorofenolem węgiel aktywny poddano regeneracji poprzez utlenienie zaadsorbowanej substancji nadtlenkiem wodoru i odczynnikiem Fentona. Stwierdzono, że węgiel aktywny po regeneracji wykazuje zdolności sorpcyjne zbliżone do węgla świeżego. Procesowi regeneracji towarzyszy jednak znaczny ubytek masy węgla aktywnego, szczególnie na skutek działania odczynnika Fentona (ok. 15%). Jednocześnie prowadzono badania nad usuwaniem p-chlorofenolu z roztworu wodnego w symultanicznym procesie sorpcji i utlenienia. Zaobserwowano, że w pierwszym etapie reakcji zachodzi proces utlenienia, obejmujący jednak nie tylko rozkład p-chlorofenolu, ale również węgiel aktywny, na co wskazuje znaczny ubytek masy. Wraz z upływem czasu reakcji udział sorpcji wzrasta.

EN

Industrial wastewater treatment requires the application of various methods including sorption and oxidation. Each of these processes has its advantages and limitations. The main consequence of sorption (usually with the use of activated carbon) is the problem of utilizing the used sorbents while oxidation requires introducing large amounts of oxidants. Alternatively, the combination of both these processes can be used, either carried out in the following sequence: sorption and then oxidation of adsorbed compounds, which results in their regeneration and possibility of their further use or as sorption and oxidation carried out simultaneously. In this paper the study on the effectiveness of p-chlorophenol (as an organic compound usually present in wastewaters) removal with the use of activated carbon and oxidants has been carried out. Hydrogen peroxide and Fenton's agent used in the advanced oxidation processes (AOP) were applied as oxidants. In such case the decomposition of organic compounds takes place due to the effect of hydroxyl radicals formed in the reaction environment. It has been shown that the hydrogen peroxide does not oxidate p-cholorphenol, while in the Fenton reaction immediate decomposition of this compound takes place. At the same time, it has been proven that the WD extra activated carbon selected for the studies has high sorptive abilities towards p-chlorophenol amounting to 150 mg/g. Activated carbon saturated with p-chlorophenol has been regenerated by oxidation of the adsorbed compound with hydrogen peroxide and Fenton's agent. It has been observed that after the regeneration the activated carbon shows sorptive abilities similar to the fresh carbon. However, the regeneration process has been accompanied with considerable activated carbon mass loss, in particular due to the effect of Fenton's agent (approximately 15%). At the same time studies on the p-chlorophenol removal from the aqueous solution in the simultaneous process of sorption and oxidation has been carried out. It has been observed that in the first phase of the reaction oxidation process takes place, involving p-chlorophenol decomposition as well as activated carbon decomposition, which is implied by the considerable mass loss. With time, sorption process starts to dominate. It has been concluded that irrespective of the method chosen (sorption and then oxidation of adsorbed compounds or simultaneous sorption and oxidation) the p-chlorophenol removal effectiveness was comparable.

11

The application of selected activated carbons to dye wastewater treatment

Picheta-Oleś A.

Structure and Environment

|

2010

|

Vol. 2. no. 3

52-58

EN

In the presented study I have undertaken the research concerning the efficiency of dye removal which is crystal violet (the dye used for fabric dying and production of printing paste) from water solution with the use of activated carbons. In the research I have used fresh commercial active carbons WDex and WG-12. These carbons differ in their porous structure parameters (S, V, iodine, methylene and detergent values) as well as chemical properties of the surface (surface acidity, ability to dechlorine). It has been found that having the initial dye concentration 20 mg/L in the presence of activated carbons, the process of solution decolourisation takes place. Sorption capacity of activated carbon WDex equals 35 mg/g and in case of WG-12 – 12 mg/g. The sorption process of examined activated carbons is better described by Langmuir isotherm.

12

Sorpcyjno-katalityczna rola węgla aktywnego w procesie usuwania fioletu krystalicznego z roztworu wodnego w obecności nadtlenku wodoru

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Proceedings of ECOpole

|

2010

|

Vol. 4, No. 2

335--342

PL

Węgle aktywne odgrywają ważną rolę w procesach oczyszczania wód, ścieków oraz gazów. Analizując efektywność tych procesów, bierze się pod uwagę głównie właściwości sorpcyjne węgli aktywnych, pomijając ich zdolności katalityczne. Dane literaturowe wskazują, że węgle aktywne katalizują reakcję rozkładu utleniaczy, takich jak nadtlenek wodoru czy ozon z utworzeniem najsilniejszego czynnika utleniającego, jakim jest rodnik hydroksylowy. Reakcja ta z powodzeniem może być wykorzystana do utleniania zanieczyszczeń organicznych w roztworach wodnych. W układzie węgiel aktywny - utleniacz - zanieczyszczenia organiczne najprawdopodobniej mają miejsce zarówno procesy sorpcji, jak i katalitycznego utleniania substancji organicznych. W prezentowanej pracy podjęto badania nad efektywnością usuwania fioletu krystalicznego z roztworu wodnego w obecności różnych węgli aktywnych i nadtlenku wodoru (Cd = 20 mg/dm3, CH2O2(1) = 375 mg/dm3, CH2O2(2) = 3750 mg/dm3, mac = 0,5 g, t = 160 min). W badaniach wykorzystano handlowy węgiel aktywny WDex, węgiel aktywny WDex utleniany nadtlenkiem wodoru oraz węgiel aktywny WDex nasycony fioletem krystalicznym i poddany regeneracji za pomocą Fe2+/H2O2 i Fe2+/CaO2 (sorpcja - utlenianie zaadsorbowanych substancji). Zaobserwowano, że w zadanych warunkach skuteczność usuwania barwnika w obecności węgla i utleniacza jest większa (72 mg/g) w porównaniu do sorpcyjnych zdolności węgli aktywnych (34 mg/g). Stwierdzono również, że wydajność tego procesu zależy zarówno od rodzaju zastosowanego węgla aktywnego, jak i od ilości nadtlenku wodoru oraz sposobu realizacji procesu. Wykazano, że efektywność usuwania fioletu krystalicznego z roztworu wodnego jest większa w przypadku realizacji tego procesu w układzie węgiel aktywny - fiolet krystaliczny - nadtlenek wodoru, w porównaniu do usuwania barwnika poprzez sorpcję na węglu aktywnym - regeneracja węgla aktywnego - ponowna regeneracja (56 mg/g). Uzyskane wyniki badań potwierdzają zarówno sorpcyjne, jak i katalityczne właściwości węgli aktywnych w analizowanym procesie.

EN

Activated carbons play an important role in the processes of purifying waters, wastewaters and gases. While analyzing the effectiveness of these processes mainly the sorptive properties of the activated carbons are considered, taking no account of their catalytic abilities. According to the data presented in the literature, activated carbons catalyze the decomposition of oxidants such as hydrogen peroxide or ozone creating the hydroxyl radical, which is the strongest oxidating factor. This reaction may be used to oxidate the organic impurities in the aqueous solutions. In the activated carbon - oxidant - organic impurities system most probably both the processes of sorption and catalytic oxidation of the organic compounds take place. In this paper the effectiveness of removing the crystal violet from the aqueous solution in the presence od various activated carbons and hydrogen peroxide was examined (Cd = 20 mg/dm3, CH2O2(1) = 375 mg/ dm3, CH2O2(2) = 3750 mg/ dm3, mac = 0.5 g, t = 160 min). In the research the commercial activated carbon WDex, activated carbon WDex oxidated with hydrogen peroxide and activated carbon WDex saturated with crystal violet and regenerated with Fe2+/H2O2 i Fe2+/CaO2 (sorption - oxidation of adsorbed compounds) were used. It has been observed that in specified conditions the effectiveness of removing the dye in the presence of carbon and oxidant is greater (72 mg/g) than the sorptive abilities of the activated carbons (34 mg/g). It has been also concluded that the efficiency of the process depends on the type of the activated carbon used, the amount of the hydrogen peroxide and the method of carrying out the process. It has been also show that the effectiveness of removing crystal violet from the aqueous solution is greater when the process is carried out in the activated carbon - crystal violet - hydrogen peroxide system than in case of removing the dye by the sorption on activated carbon - regeneration of the activated carbon - subsequent regeneration (56 mg/g). The results of the research confirm both the sorptive and catalytic properties of the activated carbons in the analyzed process.

13

Sorptive and Catalytic Properties of Activated Carbon Used for the Removal of Crystal Violet from an Aqueous Solution in the Presence of Hydrogen Peroxide

Dąbek L., Ozimina E., Picheta-Oleś A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 11

1423-1433

EN

Activated carbons play an important role in the processes of purifying waters, wastewaters and gases. While analyzing the effectiveness of these processes mainly the sorptive properties of the activated carbons are considered, taking no account of their catalytic abilities. According to the data presented in the literature, activated carbons catalyze the decomposition of oxidants such as hydrogen peroxide or ozone creating the hydroxyl radical, which is the strongest oxidating factor. This reaction may be used to oxidate the organic impurities in the aqueous solutions. In the activated carbon – oxidant – organic impurities system most probably both the processes of sorption and catalytic oxidation of the organic compounds take place. In this paper the effectiveness of removing the crystal violet from the aqueous solution in the presence od various activated carbons and hydrogen peroxide was examined (Cd = 20 mg/dm3, CH O 2 2 (1) = 375 mg/dm3, CH O 2 2 (2) = 3750 mg/dm3, mac = 0.5 g, t = 160 min). In the research the commercial activated carbon WDex, activated carbon WDex oxidated with hydrogen peroxide and activated carbon WDex saturated with crystal violet and regenerated with Fe2+/H2O2 and Fe2+/Ox (sorption – oxidation of adsorbed compounds) were used. It has been observed that in specified conditions the effectiveness of removing the dye in the presence of carbon and oxidant is greater (72 mg/g) than the sorptive abilities of the activated carbons (34 mg/g). It has been also concluded that the efficiency of the process depends on the type of the activated carbon used, the amount of the hydrogen peroxide and the method of carrying out the process. It has been also show that the effectiveness of removing crystal violet from the aqueous solution is greater when the process is carried out in the activated carbon – crystal violet – hydrogen peroxide system than in case of removing the dye by the sorption on activated carbon – regeneration of the activated carbon – subsequent regeneration (56 mg/g). The results of the research confirm both the sorptive and catalytic properties of the activated carbons in the analyzed process.

PL

Węgle aktywne odgrywają ważną rolę w procesach oczyszczania wód, ścieków oraz gazów. Analizując efektywnooeć tych procesów, bierze się pod uwagę głównie właoeciwooeci sorpcyjne węgli aktywnych, pomijając ich zdolności katalityczne. Dane literaturowe wskazują, że węgle aktywne katalizują reakcję rozkładu utleniaczy, takich jak nadtlenek wodoru czy ozon z utworzeniem najsilniejszego czynnika utleniającego jakim jest rodnik hydroksylowy. Reakcja ta z powodzeniem może być wykorzystana do utleniania zanieczyszczeń organicznych w roztworach wodnych. W układzie węgiel aktywny – utleniacz – zanieczyszczenia organiczne, najprawdopodobniej mają miejsce zarówno procesy sorpcji, jak i katalitycznego utleniania substancji organicznych. W pracy podjęto badania nad efektywnością usuwania fioletu krystalicznego z roztworu wodnego w obecności różnych węgli aktywnych i nadtlenku wodoru (Cd = 20 mg/dm3, CH O 2 2 (1) = 375 mg/dm3, CH O 2 2 (2) = 3750 mg/dm3, mac = 0,5 g, t = 160 min). W badaniach wykorzystano handlowy węgiel aktywny WDex, węgiel aktywny WDex utleniany nadtlenkiem wodoru oraz węgiel aktywny WDex nasycony fioletem krystalicznym i poddany regeneracji za pomocą Fe2+/H2O2 i Fe2+/Ox (sorpcja – utlenianie zaadsorbowanych substancji). Zaobserwowano, że w zadanych warunkach skuteczność usuwania barwnika w obecności węgla i utleniacza jest większa (72 mg/g) w stosunku do sorpcyjnych zdolności węgli aktywnych (34 mg/g). Stwierdzono również, że wydajność tego procesu zależy od rodzaju zastosowanego węgla aktywnego, jak i od ilości nadtlenku wodoru oraz sposobu realizacji procesu. Wykazano, że efektywność usuwania fioletu krystalicznego z roztworu wodnego jest większa w przypadku realizacji tego procesu w układzie węgiel aktywny – fiolet krystaliczny – nadtlenek wodoru, w porównaniu do usuwania barwnika poprzez sorpcję na węglu aktywnym – regeneracja węgla aktywnego – ponowna regeneracja (56 mg/g). Uzyskane wyniki badań potwierdzają zarówno sorpcyjne, jak i katalityczne właściwości węgli aktywnych w analizowanym procesie.