Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hấp phụ các phân đoạn axit humic có trọng lượng phân tử khác nhau bằng nhựa trao đổi anion polyacrylic từ tính
Tóm tắt
Nhựa trao đổi anion đã được chứng minh là hiệu quả trong việc hấp phụ axit humic (HA). Tuy nhiên, cơ chế tác động của trọng lượng phân tử (MW) của HA đối với sự hấp phụ bởi nhựa trao đổi anion cần được nghiên cứu thêm. Mục tiêu của công trình này là điều tra tác động của MW HA đối với hành vi hấp phụ và giải phóng của chúng khi tương tác với nhựa trao đổi anion. Các phân đoạn HA có trọng lượng phân tử khác nhau đã được thu nhận bằng phương pháp siêu lọc và được đặc trưng. Để nghiên cứu động học hấp phụ, nhựa trao đổi anion polyacrylic từ tính (NDMP) được lắc với từng phân đoạn HA. Số lượng HA trong các dung dịch tại các thời điểm lấy mẫu khác nhau được thu nhận bằng cách đo tổng carbon hữu cơ. Đối với nghiên cứu đồng thể, các thí nghiệm theo mẻ đã được thực hiện để thu nhận đồng thể cho từng phân đoạn HA. Các ảnh hưởng của giá trị pH và hiệu quả tái sinh cho các phân đoạn HA khác nhau cũng được điều tra. Kết quả đặc trưng cho thấy tính thơm của HA tăng lên khi MW tăng, trong khi điện tích âm theo thứ tự: HA3 (2,500–1,000 Da) > HA4 (>10,000 Da) > HA2 (1,000–2,500 Da) > HA1 (<1,000 Da). Lượng HA hấp phụ tăng lên khi điện tích bề mặt âm tăng. Do đó, HA3 có lượng hấp phụ lớn nhất của nhựa NDMP trong số các phân đoạn HA, trong khi lượng hấp phụ của HA1 là nhỏ nhất. Hấp phụ của HA2 có thể được mô hình hóa bằng phương trình Freundlich, cho thấy sự tương tác giữa HA2 và NDMP là một quá trình không đồng nhất. Tuy nhiên, các đồng thể hấp phụ của HA3 và HA4 đều được mô tả tốt hơn bằng phương trình Langmuir so với phương trình Freundlich. Ngoài ra, sự bẩn của nhựa theo thứ tự: HA2 > HA1 > HA4 > HA3. Tính thơm của các phân đoạn HA tăng lên khi MW tăng. Các phân đoạn HA có trọng lượng phân tử từ 1,000 – 2,500 Da có điện tích bề mặt âm lớn nhất, trong khi các phân đoạn có MW dưới 1,000 Da gần như trung tính về điện. Việc hấp phụ các phân đoạn HA lên NDMP cho thấy có ảnh hưởng rất ít của loại trừ kích thước đến sự hấp phụ, và hành vi hấp phụ chủ yếu phụ thuộc vào điện tích âm của HAs.
Từ khóa
#axit humic #nhựa trao đổi anion #trọng lượng phân tử #hấp phụ #tái sinhTài liệu tham khảo
Allpike BP, Heitz A, Joll CA, Kagi RI, Abbt-Braun G, Frimmel FH, Brinkmann T, Her N, Amy G (2005) Size exclusion chromatography to characterize DOC removal in drinking water treatment. Environ Sci Technol 39:2334–2342
Bolto B, Dixon D, Eldridge R (2004) Ion exchange for the removal of natural organic matter. React Funct Polym 60:171–182
Boyer TH, Singer PC, Aiken GR (2008) Removal of dissolved organic matter by anion exchange: effect of dissolved organic matter properties. Environ Sci Technol 42:7431–7437
Choi YH, Kweon JH, Jeong YM, Kwon S, Kim H-S (2010) Effects of magnetic ion-exchange resin addition during coagulation on floc properties and membrane filtration. Water Environ Res 82:259–266
Deng S, Yu Q, Huang J, Yu G (2010) Removal of perfluorooctane sulfonate from wastewater by anion exchange resins: effects of resin properties and solution chemistry. Water Res 44:5188–5195
Dong MM, Mezyk SP, Rosario-Ortiz FL (2010) Reactivity of effluent organic matter (EfOM) with hydroxyl radical as a function of molecular weight. Environ Sci Technol 44:5714–5720
Fearing DA, Banks J, Guyetand S, Eroles CM, Jefferson B, Wilson D, Hillis P, Cambell AT, Parsons SA (2004) Combination of ferric and MIEX® for the treatment of a humic rich water. Water Res 38:2551–2558
Frisch N, Kunin R (1957) Long-term operating characteristics of anion exchange resins. Ind Eng Chem 49:1365–1372
Ged EC, Boyer TH (2013) Molecular weight distribution of phosphorus fraction of aquatic dissolved organic matter. Chemosphere 91:921–927
Gönder ZB, Kaya Y, Vergili I, Barlas H (2006) Capacity loss in an organically fouled anion exchanger. Desalination 189:303–307
Humbert H, Gallard H, Suty H, Croué JP (2005) Performance of selected anion exchange resins for the treatment of a high DOC content surface water. Water Res 39:1699–1708
Humbert H, Gallard H, Croué JP (2012) A polishing hybrid AER/UF membrane process for the treatment of a high DOC content surface water. Water Res 46:1093–1100
Jarvis P, Mergen M, Banks J, McIntosh B, Parsons SA, Jefferson B (2008) Pilot scale comparison of enhanced coagulation with magnetic resin plus coagulation Systems. Environ Sci Technol 42:1276–1282
Kaewsuk J, Tae-Seo G (2011) Verification of NOM removal in MIEX-NF system for advanced water treatment. Sep Purif Technol 80:11–19
Kilduff JE, Karanfil T, Jr Weber WJ (1996) Competitive interactions among components of humic acids in granular activated carbon adsorption systems: effects of solution chemistry. Environ Sci Technol 30:1344–1351
Lin YP, Singer PC, Aiken GR (2005) Inhibition of calcite precipitation by natural organic material: kinetics, mechanism, and thermodynamics. Environ Sci Technol 39:6420–6428
Mergen M, Jefferson B, Parsons SA, Jarvis P (2008) Magnetic ion-exchange resin treatment: impact of water type and resin use. Water Res 42:1977–1988
Myat DT, Mergen M, Zhao O, Stewart MB, Orbell JD, Gray S (2012) Characterisation of organic matter in IX and PACl treated wastewater in relation to the fouling of a hydrophobic polypropylene membrane. Water Res 46:5151–5164
Neale PA, Schäfer AI (2009) Magnetic ion exchange: is there potential for international development. Desalination 248:160–168
Shuang C, Pan F, Zhou Q, Li A, Li P (2012a) Magnetic polyacrylic anion exchange resin: preparation, characterization and adsorption behavior of humic acid. Ind Eng Chem Res 51:4380–4387
Shuang C, Li P, Li A, Zhou Q, Zhang M, Zhou Y (2012b) Quaterized magnetic microspheres for the efficient removal of reactive dyes. Water Res 46:4417–4426
Stevenson FJ (1982) Humic chemistry, genesis, composition, reactions. Wiley, New York
Wang J, Zhou Y, Li A, Xu L (2010) Adsorption of humic acid by bi-functional resin JN-10 and the effect of alkali-earth metal ions on the adsorption. J Hazard Mater 176:1018–1026
Wei Q, Yan C, Luo Z, Zhang X, Xu Q, Chow CWK (2012) Application of a new combined fractionation technique (CFT) to detect fluorophores in size-fractionated hydrophobic acid of DOM as indicators of urban pollution. Sci Total Environ 431:293–298