REMOVAL EFFICIENCY OF MORDANT BLUE 9 OUT OF MODEL WASTE WATERS ÚČINNOST ODSTRAŇOVÁNÍ MORDANT BLUE 9 Z MODELOVÝCH ODPADNÍCH VOD

Podobné dokumenty
POROVNÁNÍ ÚČINNOSTI SRÁŽENÍ REAKTIVNÍCH AZOBARVIV POUŽITÍM IONTOVÉ KAPALINY A NÁSLEDNÁ FLOKULACE AZOBARVIV S Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O S ÚPRAVOU ph

POROVNÁNÍ ÚČINNOSTI SRÁŽENÍ REAKTIVNÍCH AZOBARVIV POUŽITÍM IONTOVÉ KAPALINY A NÁSLEDNÁ FLOKULACE AZOBARVIV S Al 2 (SO 4 ) 3.18H 2 O S ÚPRAVOU ph

Stanovení kritické micelární koncentrace

Netkané textilie. Materiály 2

Extrakční fotometrické stanovení huminových látek ve vodě

1. Příloha 1 Návod úlohy pro Pokročilé praktikum z biochemie I

LABORATORNÍ STANOVENÍ SÍRANŮ VE VODNÉM ROZTOKU

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 ŠKOLNÍ KOLO. Kategorie C ZADÁNÍ PRAKTICKÉ ČÁSTI (40 BODŮ)

ČIŠTĚNÍ A PŘEDÚPRAVA PROCESNÍCH A ODPADNÍCH VOD Z VÝROBY PAPÍRU ELEKTROCHEMICKÝM - FENTONOVÝM PROCESEM

Sešit pro laboratorní práci z chemie

Odstraňování textilních barviv z technických vod

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan. Chemie anorganická analytická chemie kvantitativní. Datum tvorby

Úvod k biochemickému praktiku. Pavel Jirásek

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í LABORATORNÍ PRÁCE Č. 14 SRÁŽECÍ REAKCE

Toto nařízení vstupuje v platnost dvacátým dnem po vyhlášení v Úředním věstníku Evropské unie.

Kurz 1 Úvod k biochemickému praktiku

Detergenty (Mýdla) (laboratorní práce)

ROZTOK. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Směsi

Spektrofotometrické stanovení fosforečnanů ve vodách

Chemické speciality. Chemické speciality přednáška I

Analýza aniontových tenzidů v čisticích prostředcích kapilární elektroforézou

Adsorpce barviva na aktivním uhlí

ODMĚRNÁ ANALÝZA - TITRACE

Obrázek 3: Zápis srážecí reakce

Úloha č. 9 Stanovení hydroxidu a uhličitanu vedle sebe dle Winklera

ODSTRAŇOVÁNÍ KYANIDŮ Z MODELOVÝCH VOD

KARBOXYLOVÉ KYSELINY

Stanovení kvality humusu spektrofotometricky

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ (И) В, G 01 P 17/00. (54) Způeob získávání eoli prvkťl vzácných zemin

CHSK. Pro hodnocení kvality vod obvykle postačí základní sumární ukazatele. Pro organické látky se jedná zejména o ukazatele:

3) Kvalitativní chemická analýza

Popis/ Klíčové vlastnosti. Vločkování zneutralizovaných pevných částic. Největší použití. Určeno pro malé provozy

Složení soustav (roztoky, koncentrace látkového množství)

Problematika separace uranu z pitné vody

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

3.02 Dělení směsí, aneb i separace může být legrace (filtrace). Projekt Trojlístek

téma: Halogeny-úvod autor: Ing. František Krejčí, CSc. cíl praktika: žáci si osvojí znalosti z chemie halogenů doba trvání: 2 h

1. nitrosloučeniny R-NO 2 CH 3 -NO aminosloučeniny R-NH 2 CH 3 -NH 2

LANDFILL LEACHATE PURIFICATION USING MEMBRANE SEPARATION METHODS ČIŠTĚNÍ PRŮSAKOVÝCH VOD ZE SKLÁDEK METODAMI MEMBRÁNOVÉ SEPARACE

Metody gravimetrické

Ing. Milan Vodehnal, AITEC s.r.o., Ledeč nad Sázavou

Acidobazické děje - maturitní otázka z chemie

STANOVENÍ CHLORIDŮ. Odměrné argentometrické stanovení chloridů podle Mohra

Vzdělávací obsah vyučovacího předmětu

Roztok je homogenní (stejnorodá) směs dvou a více látek. Částice, které tvoří roztok, jsou dokonale rozptýleny a vzájemně nereagují.

Univerzita Pardubice 8. licenční studium chemometrie

ODDĚLOVÁNÍ SLOŽEK SMĚSÍ, PŘÍPRAVA ROZTOKU URČITÉHO SLOŽENÍ

APO seminář 3 4: TITRAČNÍ METODY V ANALÝZE POTRAVIN

PODPOROVANÁ ATENUACE V PRAXI. Vít Matějů, ENVISAN-GEM, a.s. Tomáš Charvát, VZH, a.s. Robin Kyclt, ENVISAN-GEM, a.s.

Získávání Zn ze Zn MnO 2 baterií I: Vliv podmínek rafinace na odstranění Fe; Cu, Cd, Ni

Chelatometrie. Stanovení tvrdosti vody

VLIV CELKOVÉ MINERALIZACE VODY NA VHODNOST POUŽITÍ RŮZNÝCH TYPŮ KOAGULANTŮ

Rozpustnost s. Rozpouštění = opakem krystalizace Veličina udávající hmotnost rozpuštěné látky v daném objemu popř. v hmotnosti nasyceného roztoku.

Fakulta chemicko-technologická Faculty of Chemical Technology

Sešit pro laboratorní práci z chemie

KOMPLEXOMETRIE C C H 2

Chemické výpočty II. Vladimíra Kvasnicová

Hmotnost atomů a molekul 6 Látkové množství 11. Rozdělení směsí 16 Separační metody 20. Hustota, hmotnostní a objemový zlomek 25.

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ustav analytické chemie, Technická 5, Praha 6

Vypočtěte, kolikaprocentní roztok hydroxidu sodného vznikne přidáním 700 g vody do 2,2 kg 80%ního roztoku hydroxidu.

ÚPRAVA VODY V ENERGETICE. Ing. Jiří Tomčala

Jazykové gymnázium Pavla Tigrida, Ostrava-Poruba Název projektu: Podpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii

fenanthrolinem Příprava

Projekt Pospolu. Stanovení jílovitých podílů podle ČSN EN A1 Zkouška s methylenovou modří

RESEARCH OF ANAEROBIC FERMENTATION OF ORGANIC MATERIALS IN SMALL VOLUME BIOREACTORS

Výukový materiál v rámci projektu OPVK 1.5 Peníze středním školám

Aplikace nano-sorbentů pro stabilizaci Pb a Zn v kontaminované půdě

Jednotné pracovní postupy zkoušení krmiv STANOVENÍ OBSAHU VÁPNÍKU, DRASLÍKU, HOŘČÍKU, SODÍKU A FOSFORU METODOU ICP-OES

Ústřední komise Chemické olympiády. 56. ročník 2019/2020 ŠKOLNÍ KOLO. Kategorie A. Praktická část Zadání 40 bodů

RECYKLACE TVRDOKOVOVÉHO ODPADU HMZ PROCESEM. HMZ,a.s., Zahradní 46, Bruntál, ČR,

Gymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4.

Analytické experimenty vhodné do školní výuky

DECOLORIZATION OF WASTE AND PROCESS WATER FROM THE PRODUCTION OF PAPER BY INDIRECT ELECTROCHEMICAL OXIDATION

CHEMICKÉ VÝPOČTY I. ČÁST LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ. HMOTNOSTI ATOMŮ A MOLEKUL.

Chemické výpočty 8. Procvičování krystalizace

Mohamed YOUSEF *, Jiří VIDLÁŘ ** STUDIE CHEMICKÉHO SRÁŽENÍ ORTHOFOSFOREČNANŮ NA ÚČOV OSTRAVA

Všeobecné lékařství 2014/15

(syrovátka kyselá). Obsahuje vodu, mléčný cukr, bílkoviny, mléčnou kyselinu, vitamíny skupiny B.

SADA VY_32_INOVACE_CH2

ČÍSLO KYSELOSTI

Sešit pro laboratorní práci z chemie

Povrchově modifikované nanočástice železa pro dechloraci organických kontaminantů

VLIV KATIONAKTIVNÍCH POLYELEKTROLYTŮ NA KVALITU A FILTRACI UPRAVENÉ VODY

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 NÁRODNÍ KOLO. Kategorie E. Zadání praktické části Úloha 2 (30 bodů)

7. Tenzidy. Kationaktivní Neinogenní. Anionaktivní. Asymetrická molekula. odstranění nečistot Rozdělení podle iontového charakteru

1) Napište názvy anorganických sloučenin: á 1 BOD OsO4

Analýza kofeinu v kávě pomocí kapalinové chromatografie

Tematická oblast: Obecná chemie (VY_32_INOVACE_03_3)

Elektrokinetická dekontaminace půd znečištěných kobaltem

CHEMIE. Pracovní list č. 7 - žákovská verze Téma: ph. Mgr. Lenka Horutová. Projekt: Student a konkurenceschopnost Reg. číslo: CZ.1.07/1.1.07/03.

Sorpce oxidu uhličitého na vápence pocházejících z různých lokalit České republiky

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

některé pórovité látky s obrovským povrchem jsou schopny vázat (adsorbovat) do svých pórů velké množství vody, organických a anorganických látek

1.04 Chemické vlastnosti zeminy. Projekt Trojlístek

Radiační odstraňování vybraných kontaminantů z podzemních a odpadních vod

Transkript:

REMOVAL EFFICIENCY OF MORDANT BLUE 9 OUT OF MODEL WASTE WATERS ÚČINNOST ODSTRAŇOVÁNÍ MORDANT BLUE 9 Z MODELOVÝCH ODPADNÍCH VOD Jana Martinková, Tomáš Weidlich, Petr Mikulášek University of Pardubice, Faculty of chemical technology, Institute of environmental and chemical engineering, Studentská 95, 532 10 Pardubice, Czech Republic, e-mail: jana.martinkova1@student.upce.cz, tomas.weidlich@upce.cz, petr.mikulasek@upce.cz Abstract: This article is focused on studying efficiency of the removal of azo-dye containing sulfonic groups of model waste waters using ionic liquids and sorbents. During each experiment there was used azo-dye solution namely Mordant Blue 9. Azo-dye was coagulated by cationic tensides (phosphonio- salts), as tetrabutylphosphonium chloride, tributylhexadecylphosphonium bromide, trihexyltetradecylphosphonium chloride, ethyltriphenylphosphonium bromide. Mordant Blue 9 was coagulated by sorbents as reprecipitated humic acid, chemically modified humic acid and charcoal. In addition, there was tested combination of above mentioned methods for azo-dyes removal. Quantitative removal of dye was accomplished using twenty grams of charcoal per 1 liter of 0,01 M Mordant Blue 9 solution. Keywords: Removal of azo-dyes, Modrant Blue 9, cationic tenside, sorption, humic acid, charcoal Abstrakt: Tento příspěvek je zaměřen na studium účinnosti odstraňování ve vodě rozpustného kyselého barviva z modelových odpadních vod použitím iontových kapalin a sorbentů. Při experimentech byla studována účinnost odstraňování komerčního azobarviva Mordant Blue 9. Azobarvivo bylo z vodných roztoků odstraňováno srážením pomocí kationaktivních tenzidů (tetrasubstituovaných fosfoniových solí). Použity byly tetrabutylfosfonium chlorid, tributylhexadecylfosfonium bromid, trihexyltetradecylfosfonium chlorid a ethyltrifenylfosfonium bromid. Vedle toho byl Modrant Blue 9 z vodných roztoků odstraňován sorpcí třemi sorbenty: přesráženou huminovou kyselinou, chemicky modifikovanou huminovou kyselinou a aktivním uhlím. Pro odstraňování barviv z vod byla dále použita kombinace srážení a adsorpce. Při srovnání všech tří testovaných sorbentů se ukázalo, že nejlepším sorbentem pro odstraňování studovaného barviva z vodných roztoků bylo aktivní uhlí. Experimenty prokázaly, že použité práškové aktivní uhlí dokáže v násadě 20 g kvantitativně odstranit barvivo Mordant Blue 9 z 1 litru 0,01 M roztoku. Klíčová slova: Odstraňování azobarviv, Mordant Blue 9, kationaktivní tenzid, sorpce, huminová kyselina, aktivní uhlí 1) Úvod Mezi azobarviva patří sloučeniny, jež mají ve své molekule nejméně jednu azoskupinu -N=N-, na níž jsou vázány rozličné aromatické, alifatické a heterocyklické zbytky. Jednoduchá azobarviva obsahují jednu azoskupinu, složitější dvě a více azoskupin. Na počtu azoskupin a druhu arylového zbytku závisí odstín barviva a jeho další vlastnosti. Stálost azobarviv je často velmi vysoká a závisí na struktuře barviva (Slezák, 2004). Tenzidy jsou povrchově aktivní látky, které snižují povrchové napětí rozpouštědel, a tím usnadňují rozpouštění a odstraňování nečistot. Tenzidy, které mají bipolární chemickou strukturu, se dělí z hlediska iontového charakteru hydrofilní skupiny na ionogenní a neionogenní. Podle polární části molekuly dělíme tenzidy do čtyř skupin: anionaktivní, kationaktivní, neionogenní a amfolytické (Havlová, 2009). Huminové látky patří mezi vysokomolekulární, převážně cyklické sloučeniny aromatického charakteru. Představují komplex organických látek, patřících do skupiny polyfenolů a polykarboxylových kyselin. Huminové kyseliny jsou slabě disociované vícesytné organické kyseliny (Luxová, 2000). Jsou to biokyseliny přirozeně se vyskytující v rašelině.

2) Metodika Do kádinky byl odměřen daný objem roztoku azobarviva o koncentraci 0,01 M. K roztoku barviva byl podle vzoru výpočtu přidán vypočtený objem kationaktivního tenzidu, popřípadě. Objem roztoku byl doplněn destilovanou vodou na celkový objem ml. Takto vzniklá směs se nechala v kádince přikryté hodinovým sklem přes noc volně míchat rychlostí okolo asi 300 ot/min. Po uplynutí reakční doby byla směs zfiltrována přes Büchnerovu nálevku. Pro určení účinnosti procesu odstraňování byla získána přesná koncentrace azobarviva po vysrážení proměřením absorbance na spektrofotometru. 3) Experimenty 3.1) Studium srážení Mordant Blue 9 () s R 4 P + X - Tab. 1: Srážení s 50 10 70 0,717 Tab. 2: Srážení s Tab. 3: Srážení s Tab. 4: Srážení s 20 80 24 50 0,52 22 50 10 20 0,270 3.2) Studium sorpce Mordant Blue 9 () Tab. 5: Sorpce na =N-NH 2 =N-NH 2 0,567 (ředění 200x) na sorpci 2 22 0,536

Tab. 6: Sorpce na 0,567 (ředění 200x) Tab. 7: Sorpce na 0,567 (ředění 200x) na sorpci 2 22 na sorpci 2 23 0,640 0,002 3.3) Studium sorpce Mordant Blue 9 () kationaktivními tenzidy R 4 P + X - 3.3.1) Studium sorpce Tab. 8: Sorpce soli s na =N-NH 2 + =N-NH 2 fitrátu s 0,564 25 0,5 23 0,255 Tab. 9: Sorpce soli s na + fitrátu s 0,564 25 0,5 19 0,406 Tab. 10: Sorpce soli s na + fitrátu s 0,564 3.3.2) Studium sorpce Tab. 11: Sorpce soli s na =N-NH 2 + fitrátu s =N-NH 2 0,252 Tab. 12: Sorpce soli s na + fitrátu s 0,252 25 0,5 19 0,019 25 0,5 22 0,202 25 0,5 22 0,184

Tab. 13: Sorpce soli s na + fitrátu s 0,252 25 0,5 22 0,002 3.3.3) Studium sorpce Tab. 14: Sorpce soli s na =N-NH 2 + filtrátu s =N-NH 2 Tab. 15: Sorpce soli s na + filtrátu s 25 0,5 24 25 0,5 20 0,184 (ředění 10x) 0,223 (ředění 10x) Tab. 16: Sorpce soli s na + filtrátu s 25 0,5 20 0,007 3.4.4) Studium sorpce Tab. 17: Sorpce soli s na =N-NH 2 + fitrátu s =N-NH 2 Tab. 18: Sorpce soli s na + fitrátu s 25 0,5 22 25 0,5 22 0,368 0,607 Tab. 19: Sorpce soli s na + fitrátu s po sorpci 25 0,5 22 0,009

Účinnost [%] 4) Výsledky Při řešení této problematiky byly aplikovány postupy srážení využívající iontové kapaliny a sorbenty na odstraňování barviv z jejich vodných roztoků za podmínek dosažení rovnovážného stavu ve studovaném systému. Proto byly všechny experimenty prováděny za podmínek účinného po dobu minimálně 19 hodin. Výsledky zjištěné při studiu sorpce studovaných barviv z vodných roztoků pomocí sorbentů shrnují následující tabulky. Tab. 20: Vliv použitých kationaktivních tenzidů na účinnost odstranění Kationaktivní tenzid Mol.poměr barvivo:tenzid Koncentrace barviva před srážením (mol/l) Koncentrace barviva (mol/l) Účinnost srážení 1:2 0,01 0,0057 43* 1:2 0,01 0,0054 46* 1:2 0,01 0,0007 93* 1:2 0,01 0,0066 34* * Filtráty byly použity pro experimenty se sorbenty. 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Mordant Blue 9 93 43 46 34 Bu4PCl Bu3C16PBr EtPh3PBr Graf 1: Účinnost odstraňování Mordant Blue 9 kationaktivními tenzidy dle experimentů uvedených v tab. 20, při ekvimolárním poměru použitého kationaktivního tenzidu vůči sulfoskupinám vázaných v molekule Mordant Blue 9 Tab. 21: Vliv použitých sorbentů na účinnost odstranění Sorbent Poměr barvivo:sorbent (mmol:g) Koncentrace před sorpcí (mol/l) Koncentrace (mol/l) Účinnost sorpce =N-NH2 0,5:2 0,005 0,0024 52 0,5:2 0,005 0,0028 44 0,5:2 0,005 1.10-7

Účinnost [%] Tab. 22: Vliv použitých sorbentů na účinnost odstranění kationaktivními tenzidy R 4 P + X - Poměr Koncentrace Koncentrace Filtrát Účinnost barvivo: před po kationaktivním Sorbent sorpce sorbent sorpcí sorpci činidlem (mmol:g) (mol/l) (mol/l).2 =N-NH2 0,25:0,5 0,005 0,0011 78.2 0,25:0,5 0,005 0,0018 64.2 AWSI 17 AW 0,25:0,5 0,005 2.10-6.2 =N-NH 2 0,25:0,5 0,005 4.10-5 99,2.2 0,25:0,5 0,005 4.10-5 99,2.2 AWSI 17 AW 0,25:0,5 0,005 4.10-7.2 =N-NH2 0,25:0,5 0,005 0,001 80.2 0,25:0,5 0,005 0,0012 76.2 AWSI 17 AW 0,25:0,5 0,005 4.10-6.2 =N-NH2 0,25:0,5 0,005 0,0011 78.2 0,25:0,5 0,005 0,0018 64.2 AWSI 17 AW 0,25:0,5 0,005 5.10-7 Tab. 23: Srovnání účinnosti odstraňování roztoku Mordant Blue 9 s použitím srážení a sorpce fitrát po Filtrát =N- NWSI Srážení Účinnost srážení na po NH 2 17 AW tenzidy srážení =N- srážení NH 2 na Filtrát po srážení na 52 44 43 78 64 52 44 46 86 90 52 44 93 80 76 52 44 34 78 64 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 93 Mordant Blue 9 80 76 52 44 Graf 2: Porovnání účinnosti odstraňování Mordant Blue 9 kationaktivním tenzidem trihexyltetradecylfosfonium chloridem, sorbenty a jejich kombinací

5) Závěr Cílem této práce bylo ověřit možnosti odstraňování Mordant Blue 9 z jeho vodných roztoků působením iontových kapalin, sorbentů a jejich kombinací. Při jednotlivých pokusech bylo pracováno s vodnými roztoky komerčního azobarviva Mordant Blue 9. Při experimentech bylo azobarvivo odstraňováno srážením pomocí kationaktivních tenzidů (tetrasubstituovaných fosfoniových solí). Použity byly tetrabutylfosfonium chlorid, tributylhexadecylfosfonium bromid, trihexyltetradecylfosfonium chlorid, ethyltrifenylfosfonium bromid. Vedle toho byl Modrant Blue 9 z vodných roztoků odstraňován sorpcí třemi sorbenty: přesráženou huminovou kyselinou, chemicky modifikovanou huminovou kyselinou a aktivním uhlím. Pro odstraňování barviv z vod byla dále použita kombinace srážení a adsorpce. Trihexyltetradecylfosfonium chlorid se ukázal být účinným srážecím činidlem pro testované barvivo (účinnost větší než 92 % při ekvimolárním poměru tenzid:sulfoskupina). Porovnáním účinností použitých sorbentů při odstraňování azobarviv z modelových odpadních vod bylo zjištěno, že Mordant Blue 9 lze přesráženou huminovou kyselinou odstranit s prakticky 52% účinností při násadě 20 g na 1 l roztoku barviva o koncentraci 0,01 M. Použitím aktivního uhlí bylo docíleno při stejné násadě u azobarviva Mordant Blue 9 o koncentraci 0,01 M odstranění s prakticky % účinností. Kombinace srážení, filtrace a aplikace aktivního uhlí na vzniklé filtráty byla též účinná, dosahovala % účinnosti odstraňování studovaného barviva. Poděkování Práce vznikla v rámci výzkumného záměru Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice MSM 0021627502 a finanční podpory SGFChT 05/2011. Literatura: http://cs.wikipedia.org/wiki/tenzidy (7.3.2010). http://en.wikipedia.org/wiki/humic_acid (30.3.2010). Havlová R.: Odstraňování kationaktivních tenzidů z odpadních vod, Diplomová práce, Pardubice (2009). Luxová M.: Izolace vysoce čistých huminových kyselin, Diplomová práce, Univerzita Pardubice, Pardubice, (2000). Slezák M.: Ekologické aspekty chemických technologií a technologie zpracování odpadů, nakladatelství Univerzita Pardubice, Pardubice (2004), ISBN 80-7194-705-9.