Loại bỏ axit humic khỏi nước bằng phương pháp hấp phụ kết hợp tái sinh điện hóa

Hafiz Muhammad Anwaar Asghar1, Syed Nadir Hussain1, Edward Pelham Lindfield Roberts2, Nigel Willis Brown3
1School of Chemical Engineering and Analytical Science, University of Manchester, Manchester, UK
2Department of Chemical and Petroleum Engineeirng, University of Calgary, Calgary, Canada
3Arvia Technology Limited, Daresbury Innovation Centre, Keckwick Lane, Daresbury, Cheshire, UK

Tóm tắt

Một công nghệ xử lý nước thải mới và kinh tế, bao gồm phương pháp hấp phụ kết hợp với tái sinh điện hóa, đã được giới thiệu tại Đại học Manchester vào năm 2006. Một vật liệu hấp phụ dẫn điện có tên gọi Nyex™ 1000 (vật liệu dựa trên hiện tượng xen kẽ graphite) đã được phát triển nhằm mục đích này. Vật liệu hấp phụ này đã cho thấy khả năng hấp phụ thấp một cách đáng kể trong việc loại bỏ một số chất ô nhiễm hữu cơ. Để mở rộng phạm vi của vật liệu hấp phụ mới được phát triển có tên gọi Nyex™ 2000, chúng tôi đã nghiên cứu tính hấp phụ của axit humic đi kèm với quá trình tái sinh điện hóa. Nyex™ 2000 là một vật liệu dẫn điện cao với khả năng hấp phụ gần gấp đôi so với Nyex™ 1000 (hợp chất graphite dựa trên hiện tượng xen kẽ) đối với axit humic. Quá trình hấp phụ axit humic lên cả hai vật liệu hấp phụ Nyex™ được phát hiện là diễn ra nhanh chóng, giữ nguyên động lực học với khoảng 50% khả năng hấp phụ được đạt được trong vòng hai mươi phút đầu tiên. Các tham số ảnh hưởng đến hiệu quả tái sinh, bao gồm thời gian xử lý, điện tích đã chuyển và mật độ dòng điện, đã được điều tra. Hiệu quả tái sinh đạt gần 100% cho các vật liệu hấp phụ Nyex™ 1000 và 2000 bão hòa axit humic đã được ghi nhận với điện tích đã chuyển lần lượt là 8 và 22 Cg−1 tại mật độ dòng điện 7mA cm−2 trong thời gian xử lý 30 phút.

Từ khóa

#hấp phụ #tái sinh điện hóa #axit humic #xử lý nước thải #vật liệu dẫn điện #hiệu suất tái sinh

Tài liệu tham khảo

Y. C. Hseu and H. L. Yang, Environ. Res., 89(2), 131 (2002).

T. Hartono, S. Wang, Q. Ma and Z. Zhu, J. Colloid Interface Sci., 333, 114 (2009).

Retrieved from http://www.humichealth.info/hungtoxicity.html (2012).

R. Ronny, What effect does humic acid have on sea water? Retrieved from http://www.ehow.com/info_10002888_effect-humic-acid-seawater.html (2012).

C. A. Murray and S. A. Parsons, Water Sci. Technol., 49, 267 (2004).

J. Yu, D. D. Sun and J. H. Tay, Water Sci. Technol., 47, 89 (2003).

J. E. Vanbenschoten and J.K. Edzwald, Water Res., 24, 1527 (1990).

J. K. Edzwald, Water Sci. Technol., 27, 21 (1993).

J. E. Vanbenschoten and J.K. Edzwald, Water Res., 24, 1527 (1990).

M. A. Zulfiqar, Int. J. Chem. Environ. Biol. Sci., 1, 1 (2013).

D. Doulia, C. Leodopoulos, K. Gimouhopoulos and F. Rigas, J. Colloid Interface Sci., 340, 2 (2009).

N. Khumsiri, R. Jindal, N. Yoswathana and W. Jonglertjunya, Kasets J. (Nat. Sci.), 44 (2010).

G. M. Walker and L. R. Weatherley, Environ. Pollut., 99, 133 (1998).

N.W. Brown, E. P. L. Roberts, A. Chasiotis, T. Cherdron and N. Sanghrajaka, Water Res., 38, 3067 (2004).

Y. C. Sharma, U. S. N. Upadhyay and F. Gode, J. Appl. Sci. Environ. Sanit., 4, 21 (2009).

C. O. Ania, J.B. Parra and J. A. Menendez, Water Res., 41, 3299 (2007).

R.V. Shende and V.V. Mahajani, J. Waste Manage., 22, 73 (2002).

G. Zhang, S. Wang and Z. E. Liu, Eng. Sci., 20, 57 (2003).

R.M. Narbaitz and J. Cen, Water Res., 28, 1771 (1994).

H. Zhang, L. Ye and H. Zhong, J. Chem. Technol. Biotechnol., 77, 1246 (2002).

R.M. Narbaitz and A. K. Jashni, Environ. Technol., 30, 27 (2009).

N.W. Brown, E. P. L. Roberts, A. A. Garforth and R. A.W. Dryfe, Water Sci. Technol., 49, 219 (2004).

N.W. Brown, E. P. L. Roberts, A. A. Garforth and R. A.W. Dryfe, Electrochim. Acta, 49, 3269 (2004).

N.W. Brown and E. P. L. Roberts, J. Appl. Electrochem., 37, 1329 (2007).

H. M. A. Asghar, E. P. L. Roberts, S. N. Hussain, A.K. Campen and N.W. Brown, J. Appl. Electrochem., 42, 797 (2012).

H. M. A. Asghar, Development of graphitic adsorbents for water treatment using adsorption and electrochemical regeneration, Ph.D Thesis, University of Manchester, Manchester, UK (2011).

H. P. Boehm, Carbon, 32, 759 (1994).

C. K. Yoo, D. S. Kim, J. H. Cho, S.W. Choi and I. B. Lee, Korean J. Chem. Eng., 18, 4 (2001).

A. Bayat, S. F. Aghamiri and A. Mohem, Iran J. Chem. Eng., 5, 51 (2008).

Z. Shengtao, G. Anyan, G. Huanfang and C. Xiangqian, Int. J. Ind. Chem., 2, 123 (2011).

T. Asakawa, K. Ogino and K. Yamabe, Chem. Soc. Jpn., 58, (1985).

V. Hernandez and S. Hawang, Explosives sorption to coal ash aggregates. World of coal ash conference, May, 4–7 Lexington, KY, USA (2009).

X. U. Tao and L. I. U. Xiaoqin, Chinese J. Chem. Eng., 16, 401 (2008).

J. Lach, E. Okoniewska, E. Necjaz and M. Kacprzak, Desalination, 206, 259 (2007).

F. A. Pavan, A.C. Mazzocato and Y. Gushikem, Bioresour. Technol., 99, 3162 (2008).

C. Namasivayam, M. D. Kumar, K. Selvi, R. A. Begum, T. Vanathi and R. T. Yamuna, Biomass Bio Energy, 21 (2001).

C.Y. Chen, P. Wang and Y. Zhuang, J. Environ. Sci., 17, 6 (2005).

N. Thinakaran, P. Baskaralingam, M. Pulikesi, P. Panneerselvam and S. Sivanesan, J. Hazard. Mater., 151 (2008).

P. Vijayalakshmi, V. S. S. Bala, K.V. Thiruvengadaravi, P. Panneerselvam, M. Palanichamy and S. Sivanesan, Sep. Sci. Technol., 46 (2011).

S. K. Kam and J. Gregory, Water Res., 35, 15 (2001).

S.N. Hussain, Water treatment using graphite adsorbents with electrochemical regeneration, PhD Thesis, University of Manchester, Manchester, UK (2012).