Adsorption of cadmium(II) ions from industrial wastewater by low moor peat occurring in the overburden of brown coal deposits

• Autorzy: Kyzioł-Komosińska, J. , Twardowska, I. , Kocela, A.

Warianty tytułu

PL

Wiązanie jonów Cd(II) ze ścieków przemysłowych przez torfy występujące w nadkładzie złóż węgli brunatnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The adsorption of cadmium(II) ions by low moor Alder Peat occurring in the overburden of brown coal deposits in Bełchatów Brown Coal Mine was investigated under dynamic conditions Cadmium(ll) ions were applied to the column in aqueous solutions containing either cadmium sulfate or cadmium chloride. Solutions were also prepared containing cadmium ions alone or in combination with zinc(ll) and copper(ll) ions. The peat used as the adsorbent in this study had a high capacity for adsorbing the ions tested. The cadmium adsorbing capacity of the peat was significantly affected by pH, the anions present in the solution, and other cations present in the solution. The cadmium adsorbing capacity of the peat was significantly lower in the presence of other metal cations such as zinc(ll) and copper(II), because these cations efleetively compete with cadmium ions for binding sites on the peat. Peat can be recommended for purification processes designed to remove cadmium ions. Because cadmium ions are predominantly loosely bound to the peat, they are easily extracted. This means that the cadmium adsorbing capacity of the peat is regenerated so that it can be used in further purification cycles.

PL

Wyznaczono pojemność sorpcyjną dla torfu olesowego występującego w nadkładach złoża węgla brunatnego w Bełchatowie w stosunku do jonów Cd(ll). Badania przeprowadzono w dynamicznych warunkach kontaktu faza stalą - roztwór. W badaniach wykorzystano zarówno wzorcowe roztwory chlorków i siarczanów jak i kwaśne ścieki polimetaliczne z zakładu galwanizerskiego. Ponadto określono podatność na ługowanie zasorbowa-nych jonów Cd(II). Stwierdzono znaczny wpływ pH, rodzaju anionu i kationów wspólwystępujących na ilość wiązanych jonów Cd(II). Wiązanie jonów Cd(ll) na pozycjach wymiennych kompleksu sorpcyjnego wpływa na ich wysoką podatność do uwalniania i pozwala na kilkukrotne użycie sorbentu w cyklu sorpcja - desorpcja. Przeprowadzone badania pokazują, że torfy występujące w nadkładzie złóż węgli brunatnych charakteryzują się wysoką skutecznością usuwania jonów Cd(II) z roztworów, co pozwala na wykorzystanie ich jako efektywnych sorbentów w oczyszczaniu wód i ścieków.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie; ścieki; materia organiczna; sorbent; torf olesowy; pojemność sorpcyjna

EN

heavy metal sorption; wastewater purification; organic matter; low moor peat

• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 34, no. 2
• Strony: 83-94
• Opis fizyczny: bibliogr. 23 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kyzioł-Komosińska, J.

autor

Twardowska, I.

autor

Kocela, A.

• Institute of Environmental Engineering of the Polish Academy of Sciences ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze, Poland

Bibliografia

• [1] Allen S.J.: Types of adsorbent materials, [in:] J McKay G. (Ed.), Use of Adsorbents for the Removal of Pollutants from Wastewaters, CRC Press, Boca Raton, 59-97 (1996).
• [2] Bailey S.E., T.J. Olin, R.M. Bricka, D.D. Adrian: /( review of potentially low-cost sorbents for heavy metals, Water Research, 33(11), 2469-2479 (1999).
• [3] Brown P.A., S.A. Gill, S.J. Allen: Metal removal from wastewater using peat. Water Research, 34(16), 3907-3916(2000).
• [4] Chancy R.L., P.T. Heendemann: Use of peat moss column to remove cadmium from wastewaters, .J. Water Pollut. Control Fed., 51, 243-252 (1979).
• [5] Christensen T.H.: Cadmium soilsorption at low concentration, V, Evidence of competition by other heavy metals. Water, Air Soil Pollut., 34, 3, 293-303 (1987).
• [6] Corapcioglu M.O., C.P. Huang: The adsorption of heavy metals onto hydrous activated carbon, Water Research, 21, 1031-1044(1987).
• [7] Cotiillard D., G. Mercier: Optimum residence time (in CSTR and airlift reactors) for bacterial leaching of metals from anaerobic sewage sludge. Wafer Research, 25, 211 -219 (1991).
• [8] Central Statistics Bureau tor Environmental Protection, Warsaw, Poland 2006
• [9] Gąszczyk R., P. Muszyński, T. Paszko: Wpływ metali ciężkich na sorpcje kadmu w glebach mineralnych, [w:] Kadm w środowisku - problemy ekologiczne i metodyczne. Zeszyty Naukowe Komitetu PAN "Człowiek i Środowisko", 26, 93-99 (2000).
• [10] Gomez-Serrano V., A. Macias-Gorcia, A. Espinosa-Mansilla, C. Valenzuela-Calahorro: Adsorption of mercury, cadmium and lead from aqueous solution on heat-treated and sulphurized activated carbon. Water Research, 32, 1-4(1998).
• [11] Heavey M.: Low-cost treatment of landfill leachate using peat, Waste Management, 23, 447-454 (2003).
• [12] Huang C.P., M.W. Tsong, Y.S. Hsich: The removal of'cobalt(ll) from water by activated carbon, [in:] K. Peters, D. Bhattaacharya (eds.), American Institute of Chemical Engineers Symposium Series: Heavy Metal Separation Processes, American Institute of Chemical Engineers, USA 1985.
• [13] Hutton M., M. Chancy, C.R. Krishnamurti, A. Olade, A.L. Page: Group report: Cadmium, [in:] T.C. Hutchinson, K.M. Meema(eds.), Lead, Mercury, Cadmium and Arsenic in the Environment, John Wiley and Sons, New York 1987, pp. 35-41.
• [14] Kersten M., U. Forstner: Assessment of metal mobility in dredged material and mine waste by pore water chemistry and solid speciation, [in:] W. Salomons, U. Forstner (eds.), Chemistry and Biology of Solid Waste, Dredged Material and Mine Tailings, Springer-Verlag, Berlin 1988, pp. 214-237.
• [15] Kyziol J.: Sorption and binding strength of selected ions of heavy metals by organic matter (a case study on peats), Wydawnictwa IPIS PAN, Zabrze 2002 (in polish).
• [16] McBride MB.: Environmental chemistry of soils, Oxford University Press, Oxford 1994.
• [17] McKay G.: Use of adsorbents for removal of pollutants from wastewaters, CRC Press., Florida, 1996.
• [18] Nriagu J.O., J.M. Pacyna: Quantitative assessment of worldwide contamination of air, water and soils by trace metals, Nature, 333, 134-139 (1988).
• [19] Ringqist L., I. Obom: Copper and zinc adsorption onto poorly humified Sphagnum and Carexpeat. Water Research, 36, 2233-2242 (2002).
• [20] Sanchez A.G., E.A. Ayuso, O.J. de Bias: Sorption of heavy metals from industrial wastewater by low-cost mineral silicates, Clay Miner, 34, 469-467 (1999).
• [21] Tessier A., P.G.C. Campbell, M. Bisson: Sequential extraction procedure for the speciation ofparticulate trace metals. Analytical Chemistry, 51(7), 884 (1979).
• [22] Twardowska I., J. Kyziot: Sorption of metals onto natural organic mater as a function of complexation and adsorbent-adsorbate contact mode, Environment International, 28, 783-791 (2003).
• [23] WangW.Z., L. Brusseau, J.F. Artiola: The use of calcium to facilitate desorption andremoval ofcadmium andnickel in subsurface soils, J. Connt. Hydr, 25, 325-336 (1997).