NEHÉZFÉMEK ELTÁVOLÍTÁSA IPARI SZENNYVIZEKBŐL Modell kísérletek Cr(VI) alkalmazásával növényi hulladékokból nyert aktív szénen

Átírás

1 NEHÉZFÉMEK ELTÁVOLÍTÁSA IPARI SZENNYVIZEKBŐL Modell kísérletek Cr(VI) alkalmazásával növényi hulladékokból nyert aktív szénen Készítette: Battistig Nóra Környezettudomány mesterszakos hallgató

2 A DOLGOZAT BEMUTATÁSA 1. Bevezetés 2. A probléma bemutatása környezettudományi szempontból 3. A króm 4. Az aktív szén 5. Kísérletek előkészítése 6. Kísérletek leírása 7. Kísérletek eredményeinek kiértékelése 8. Eredmények 9. Összefoglalás

3 HULLADÉK ÉS SZENNYVÍZ Cél: szennyvíz tisztítása újrahasznosított hulladék segítségével Magyar helyzet: évi tonna települési szilárd hulladék, ebből szerves: 1,4 millió tonna tisztítást igénylő szennyvíz: 8, m 3 (1999), ebből 2, m 3 nem tisztított természetes vizeinkbe juttatott összes króm 836 kg, króm(vi) 121 kg (1999)

4 A KRÓM AZ AKTÍV SZÉN Cr(III) és Cr(VI) Természetes és antropogén Környezetben és emberi szervezetben Határértékek Szennyező eltávolítása Szerkezet Típusok Aktiválás módja

5 KÍSÉRLETEK Aktív szén készítése lapsi magja, mogyoró héja, energiafű szára elszenesítés, kémiai aktiválás, szárítás, mosás, darálás Szorpciós egyensúly vizsgálata kiindulási koncentrációk tervezése a ph függvényében, bemérés, ph-beállítás, rázás, szűrés, mérés AAS-el

6 EREDMÉNYEK KIÉRTÉKELÉSE Langmuirizoterma Linearizált forma Egyensúlyi paraméter q q C q R e m 1 C q bc m e bc e e e 1 e L 1 q 1 bc o m b q e :fajlagos adszorbeált mennyiség C e : oldott komponens folyadékfázisbeli koncentrációja q m : monomolekuláris adszorpciós kapacitás b: adszorpciós kölcsönhatásra jellemző állandó C 0 : kiindulási koncentráció

7 Ce/qe KÍSÉRLETEK EREDMÉNYEI I. Kiértékelés a Langmuir-izoterma alapján Példa: Mogyoró, ph= Számított paraméterek: q e, C e, C e /q e Egyenes egyenletéből: q m és b R L megadása y = x R² = Ce/qe Ce: Cr-koncentráció az oldatban (ppm) Lineáris (Ce/qe) Monomolekuláris adszorpciós kapacitás (q m ) 243,902 mg/g 0,0623 < R L < 0,2304

8 qe: Cr-koncentráció (mg/g C) KÍSÉRLETEK EREDMÉNYEI II. Szorpciós folyamat ábrázolása Mért fajlagos adszorbeált krómmennyiség: 226,441 mg/g Kiindulási koncentráció (ppm) q m = 243,902 mg/g

9 qe: Cr-koncentráció (mg/g C) KÍSÉRLETEK EREDMÉNYEI III. Szorpciós folyamat mogyoróra nézve, összefoglalás qe ph1 qe ph2 qe ph3 50 qe ph Kiindulási koncentráció (ppm)

10 KÍSÉRLETEK EREDMÉNYEI IV. Összefoglaló táblázat: q e (mg/g), q m (mg/g), b (L/mg), R L, R 2 Vizsgált paraméter Aktív szén alapanyaga ph=1 ph=2 ph=3 ph=4 Lapsi 204,819 85,017 36,883 23,011 q e (mg/g) Mogyoró 226, ,161 39,738 33,026 Energiafű 230, ,971 33,571 30,060 Lapsi 217, ,279 40,816 25,188 q m (mg/g) Mogyoró 243,902 81,967 44,642 40,816 Energiafű 270, ,058 34,246 34,013

11 KÍSÉRLETEK EREDMÉNYEI V. Legjobb mért fajlagos adszorpciós kapacitások (q e ) Általam mért legjobb eredmény: 230,518 (mg/g)

12 ÖSSZEFOGLALÁS Két környezeti probléma összekapcsolása egy kutatásban aktív szén növényi hulladékból ill. energiafűből, vizsgálat K 2 Cr 2 O 7 alapú szintetikus szennyvízzel Vizsgálat különböző kiindulási koncentrációkon és ph-kon telítési görbe, ph=1 energiafű Nemzetközi kutatások eredményeihez képest jó eredmények További lehetséges vizsgálatok kinetika (adszorpció sebessége), deszorpció (króm leoldása), funkciós csoportok, igazi szennyvíz Még tökéletesebb, króm(vi) megkötésére alkalmas és akár az ipar számára is használható aktív szén kifejlesztése és előállítása

13 Köszönöm a figyelmet!

14 Végzett-e amennyiben nem végzett tervez vagy javasol-e összehasonlító (pl. mikroszkópos) vizsgálatokat a különböző alapanyagú aktív szenek pórus szerkezetét illetően? SEM vizsgálatokat nem tervezünk korábbi eredmények alapján nincs összefüggés a porózusság és az adszorpció mértéke között Elkészült: specifikus felszín vizsgálatok (gáz adszorpció) eredményei nem mutatnak összefüggést a tényleges szorpcióval Tervezett: Fourier-transzformációs IR spektroszkópia (FT-IR) funkciós csoportok analízise

15 A dolgozatban vizsgált krómon kívül milyen más vegyületek szűrésére alkalmasak az aktív szenek? Aktív szén általában: Megkötés levegőből vagy oldatból Leggyakrabban eltávolított: illékony szerves vegyületek, toxikus hatású szerves vegyületek, nehézfémek, íz- és szaganyagok Általam előállított aktív szén: Nehézfémek (Cd, Cu, Ni, Zn, Pb, Fe, Al, Hg), arzén