Hấp phụ diazinon bằng chất thải công nghiệp thực phẩm được tiền xử lý: mô hình cân bằng và động học

Springer Science and Business Media LLC - Tập 7 - Trang 4067-4076 - 2017
N. Yeddou Mezenner1, H. Lagha1, H. Kais2, M. Trari
1Laboratory of Chemical Engineering, Faculty of Mechanical and Chemical Engineering, USTHB, Algiers, Algeria
2Laboratory of Storage and Valorization of Renewable Energies, Faculty of Chemistry, USTHB, Algiers, Algeria

Tóm tắt

Nghiên cứu này khám phá tính khả thi của chất thải cà phê đã được tiền xử lý (PCW) như một chất hấp phụ sinh học để loại bỏ diazinon. Ảnh hưởng của nồng độ thuốc trừ sâu (6–20 mg L−1), thời gian tiếp xúc, liều lượng chất hấp phụ (0.2–1.2 g L−1), độ pH của dung dịch (3–11.5), nhiệt độ (15–40 °C) và các ion vô cơ đồng tồn tại (H2PO4−, NO3−) đến quá trình hấp phụ diazinon trên PCW đã được nghiên cứu. Kết quả thực nghiệm cho thấy độ pH tối ưu để loại bỏ diazinon trên PCW (1 g L−1) là 7.3. Mô hình Langmuir mô tả tốt dữ liệu đồng đẳng với hệ số hồi quy cao (R² > 0.990) và khả năng hấp phụ monolayer tối đa là 18.52 mg g−1 ở 15 °C. Cũng nhận thấy rằng khuếch tán trong hạt không phải là bước kiểm soát tốc độ. Một so sánh được thực hiện giữa mô hình động lực học giả tỉ lệ bậc hai và động lực học khuếch tán trong hạt; dữ liệu thực nghiệm phù hợp tốt với mô hình động học giả tỉ lệ bậc hai. Khả năng hấp phụ giảm khi nhiệt độ tăng với nồng độ diazinon là 10 mg L−1. Enthalpy âm ΔH° (−63.57 kJ/mol) cho thấy quá trình hấp phụ diazinon lên PCW là tỏa nhiệt. Dưới điều kiện tối ưu, khả năng hấp phụ đạt 95% sau 90 phút. Hiệu suất loại bỏ giảm từ 95% xuống 65.67% và 48.9% cho diazinon riêng lẻ và có mặt NO3− và H2PO4− (100 mg L−1), tương ứng.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Akar T, Anilan B, Gorgulu A, Akar ST (2009) Assessment of cationic dye biosorption characteristics of untreated and non-conventional biomass: Pyracantha coccinea berries. J Hazard Mater 168:1302–1309 Al-Qodah Z, Shawaqfeh AT, Lafi WK (2007) Adsorption of pesticides from aqueous solutions using oil shale ash. Desalination 208:294–305 Azouaou N, Sadaoui Z, Djaafri A, Mokaddem H (2010) Adsorption of cadmium from aqueous solution onto untreated coffee grounds: equilibrium, kinetics and thermodynamics. J Hazard Mater 184:126–134 Bailey H, Deanovic L, Reyes E, Kimball T, Larson K, Cortright K, Connor V, Hinton D (2000) Diazinon and chlorpyrifos in urban waterways in northern California, USA. Environ Toxicol Chem 19:82–87 Chatzopoulos D, Varma A, Irvine RL (1993) Activated carbon adsorption and desorption of toluene in the aqueous phase. AIChE J 39:2027–2041 Cortina JL, Warshawsky A, Kahana N, Kampel V, Sampaio CH, Kautzmann RM (2003) Kinetics of goldcyanide extraction using ion-exchange resins containing piperazine functionality. React Funct Polym 54:25–35 El Bakouri H, Usero J, Morillo J, Rojas R, Ouassini A (2009) Drin pesticides removal from aqueous solutions using acid-treated date stones. Biores Tech 100:2676–2684 Hamdaoui O, Saoudi F, Chiha M, Naffrechoux E (2008) Sorption of malachite green by a novel sorbent, dead leaves of plane tree: equilibrium and kinetic modeling. Chem Eng J 143:73–84 Ho Y (2006) Review of second-order models for adsorption systems. J Hazard Mater B136:681–689 Li PCH, Swanson EJ, Gobas FAPC (2002) Diazinon and its degradation products in agricultural water courses in British Columbia. Bull Environ Contam Toxicol 69:59–65 Mckay G, Poots VJP (1980) Kinetics and diffusion process in colour removal from effluent using wood as an adsorbent. J Chem Technol Biotechnol 30:279–292 Mehta R, Brahmbhatt H, Mukherjee M, Bhattacharya A (2017) Tuning separation behavior of tailor-made thin film poly(piperazine-amide) composite membranes for pesticides and salts from water. Desalination 404:280–290 Moussa M, Trari M (2015) Kinetic, equilibrium and thermodynamic study on the removal of Congo Red from aqueous solutions by adsorption onto apricot stone. Process Saf Environ Prot 98:424–436 Muhamad SG (2010) Kinetic studies of catalytic photodegradation of chlorpyrifos insecticide in various natural waters. Arab J Chem 3:127–133 Nandagopal MSG, Antony R (2015) Experimental exploration on degradation of orange G 16 an azo dye by novel Pseudoalteromonas sp. and its enzyme activity. Arab J Sci Eng 40:1005–1013 Ramanaiah SV, Venkata Mohan S, Sarma PN (2007) Adsorptive removal of fluoride from aqueous phase using waste algal fungus (Pleurotus ostreatus). J Hazard Mater 141:465–474 Shemer H, Karl G (2006) Degradation and by-product formation of diazinon in water during UV and UV/H2O2 treatment. J Hazard Mater B136:553–559 Shemer H, Linden KG (2006) Degradation and by-product formation of diazinon in water during UV and UV/H2O2 treatment. J. Hazmat 136:553–559 Walker GM, Hansen L, Hanna JA, Allen SJ (2003) Kinetics of a reactive dye adsorption onto dolomic sorbents. Water Res 37:2081–2089 Weber WJ, Morris JC (1963) Kinetics of adsorption on carbon from solution. J Sanit Eng Div Am Soc Civ Eng 89:31–60 Yeddou N, Bensmaili A (2006) Equilibrium and kinetic modelling of methylene blue biosorption by pretreated dead streptomyces rimosus: effect of temperature. Chem Eng J 119:121–125 Zhang Q, Pehkonen SO (1999) Oxidation of diazinon by aqueous chlorine: kinetics, mechanisms, and product studies. J Agric Food Chem 47:1760–1766