Využití biocharu a jeho modifikací k odstraňování kovů a metaloidů z vody

Podobné dokumenty
Vzdělávací oblast: Člověk a příroda. Vyučovací předmět: Chemie. Třída: tercie. Očekávané výstupy. Poznámky. Přesahy. Žák: Průřezová témata

Základy pedologie a ochrana půdy

ODSTRAŇOVÁNÍ CHLOROVODÍKU ZE SPALIN PŘI ENERGETICKÉM ZPRACOVÁNÍ PLASTŦ

MOŽNOSTI POUŽITÍ ODKYSELOVACÍCH HMOT PŘI ÚPRAVĚ VODY

Biogeochemické cykly vybraných chemických prvků

TECHNOLOGIÍ PŘI OPĚTOVNÉM VYUŽITÍ VYČIŠTĚNÝCH. Ústav chemie ochrany prostředí ÚCHOP

Využití oxidů Fe a Mn pro stabilizaci As v kontaminované půdě. Ing. Zuzana Michálková, doc. RNDr. Michael Komárek, Ph.D.

PATENTOVÝ SPIS CM N O. (Věstník č: 06/2004) C 02 F 1/52. CO tn LO LO CO CO. (11) Číslo dokumentu:

Stručná historie skládky Pozďátky. Šíření kontaminace podzemních vod v okolí skládky Pozďátky u Třebíče. Složení uloženého odpadu

OPTIMALIZACE PROCESU KULTIVACE ZELENÝCH ŘAS S VYUŽITÍM DIGESČNÍCH ZBYTKŮ ZE ZEMĚDĚLSKÝCH BIOPLYNOVÝCH STANIC. Ing. Pavla Hrychová

Chemické metody stabilizace kalů

HYDROXIDY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

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

VYUŽITÍ SYNTETICKÉHO OXIDU MANGANU KE SNÍŽENÍ TRANSPORTU KOVŮ PŮDNÍM PROFILEM

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: Investice do vzdělání - příslib do budoucnosti

Analytická chemie předběžné zkoušky

Čištění jako část tepelného zpracování

GEMATEST spol. s r.o. Laboratoře pro geotechniku a ekologii

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Technická univerzita v Liberci Laboratoř chemických sanačních procesů Bendlova 1409/7, Liberec

Legislativa ČR v oblasti nakládání s bioodpady. Ráztoka

MOBILNÍ ÚPRAVNA PITNÉ VODY UMUV

Perspektivní postupy úpravy vody po roce 2000

PATENTOVÝ SPÍŠ. ts3 O B 01 J 20/28 G 21 F 9/12 1Í5 O. materiálu, např. půdy s popelovým. (11) Člalo dokumentu: ČESKÁ REPUBLIKA

Soli. ph roztoků solí - hydrolýza

Základy analýzy potravin Přednáška 1

Vyhodnocení nejistot měření ve zkoušení způsobilosti a způsob jejich stanovení

Soli. Vznik solí. Názvosloví solí

CHLADICÍ SKŘÍNĚ, VINOTÉKY. Chladicí skříně plné dveře Chladicí skříně prosklené dveře Chladicí skříně vinotéky

BIOLOGICKÉ LOUŽENÍ KAMÍNKU Z VÝROBY OLOVA

Zpracování průsakových vod z popílkoviště pomocí reverzní osmózy

OBEC Osice. Obecně závazná vyhláška obce Osice č. 2 / 2011,

Z odpadu ze spalovny biopaliva?

Obecně závazná vyhláška městyse Buchlovice č. 01/2015

ZÁKLADNÍ POŽADAVKY BEZPEČNOSTI PRO OBSLUHU A PRÁCI NA ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍCH

Cíle průzkumu textilu

Odlévání do kovových forem


TECHNOLOGIE ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD S VYUŢITÍM NANOVLÁKENNÉHO NOSIČE BIOMASY.

Obec Polepy. Obecně závazná vyhláška číslo 2/2014. o nakládání s komunálním odpadem na správním území obce Polepy

Energetické využití obnovitelných a alternativních zdrojů z hlediska celkových emisí

Stanovení sorpce na korozní produkty pro modelování procesu jejich migrace z HÚ RAO

OBEC PETKOVY, okres Mladá Boleslav. Obecně závazná vyhláška obce Petkovy č. 1/2013

VODÁRENSKÁ BIOLOGIE Masarykova kolej Praha

O b e c J e n i š o v i c e

Městys Okříšky. vývozu, dovozu a tranzitu odpadů a postup při udělování souhlasu k vývozu dovozu a tranzitu odpadů (Katalog odpadů)

R ů z n é. Metodika výběru ploch pro plošnou chemickou melioraci lesních půd. Ing. Vít ŠRÁMEK, Ph.D. Úvod

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

Soli jsou chemické sloučeniny složené z kationtů kovů (nebo amonného kationtu NH4+) a aniontů kyselin.

Univerzální istá voda, akciová spole nost Strojírenská 259, Praha 5 - Zli ín


H - -I (hydridy kovů) vlastnosti: plyn - nekov 14x lehčí než vzduch bez barvy, chuti, zápachu se vzduchem tvoří výbušnou směs redukční činidlo

Teleskopické žebříky

OBEC SVOJŠíN. Obecně závazná vyhláška obce Svojšín č. 1/2015,

Denitrifikace odpadních vod s vysokou koncentrací dusičnanů

Komentář k datovému standardu a automatizovaným kontrolám obsahu F_OBL_RV

OBEC BEZDĚKOV. Čl. 1 Účel a oblast použití

Náplň přednášky: Vliv hnojení na druhové složení travních porostů. 2. Minerální teorie výživy rostlin. 1. Historie hnojení

NERO SUCHOBĚŽNÉ LAMELOVÉ KOMPRESORY VAKUUM BOHEMIA 97/23/EC

AKREDITOVANÁ ZKUŠEBNÍ LABORATOŘ č.1489 AKREDITOVÁNA ČESKÝM INSTITUTEM PRO AKREDITACI, o.p.s. DLE ČSN EN ISO/IEC 17025:2005

FORD RANGER _Ranger_2015.5_COVER_V2.indd /08/ :39:54

P Ř IZNÁNÍ k dani z nemovitostí na rok

Jednokotoučové stroje BDP 43/450 C Adv. Vybavení: Síťový provoz. Technické údaje

Obchodní název: M O L Y B D E N O V Ý D R Á T K E S T Ř Í K Á N Í

Zpráva o provozu spalovny environmentální profil za rok 2003

Porovnání vlivu chlornanu sodného vyráběného v místě použití s dalšími způsoby dezinfekce na bázi chloru

Součástí cvičení je krátký test.

DOKUMENTACE K PILOTNÍ ULTRAFILTRAČNÍ JEDNOTCE

ZAŘÍZENÍ PRO ODBĚR VZORKŮ VZ

DŮLNÍ VODY DŮLNÍ VODY DŮLNÍ VODY DŮLNÍ VODY DŮLNÍ VODY. Jaké je nejnižší ph zjištěné v přírodních vodách?

T7TVO05 ODŽELEZOVÁNÍ A ODKYSELOVÁNÍ PODZEMNÍ VODY PROVZDUŠOVÁNÍ A FILTRACÍ

Vlastnosti vody a její vliv na provoz parních elektrických zvlhčovačů

3.01 Adsorpce na aktivním uhlí co dokáže uhlí(k). Projekt Trojlístek

Recykláty ze stavebních materiálů jako alternativa k přírodnímu kamenivu

SEKCE E ZÁSOBOVÁNÍ VODOU; ČINNOSTI SOUVISEJÍCÍ S ODPADNÍMI VODAMI, ODPADY A SANACEMI

Studentská vědecká konference 2004

NOVÉ POSTUPY DEHALOGENACE PCB S VYUŽITÍM MIKROVLNNÉ TECHNIKY

Obecně závazná vyhláška města Moravská Třebová č. 5/2006,

PROBLEMATIKA STANOVENÍ 90 Sr V MOŘSKÝCH VODÁCH A VE VZORCÍCH S VYSOKÝM OBSAHEM VÁPNÍKU A HOŘČÍKU

VY_52_INOVACE_08_II.1.7_SOLI SOLI. PROCVIČOVÁNÍ a) PRACOVNÍ LIST

Článek 1 Předmět a působnost vyhlášky. Článek 2 Základní pojmy

Vyučující po spuštění prezentace může provádět výklad a zároveň vytvářet zápis. Výklad je doprovázen cvičeními k osvojení probírané tématiky.

I. M E T P R O D E S T

Otázky a jejich autorské řešení

1. UHLOVODÍKY 1.1. ALIFATICKÉ UHLOVODÍKY ALKANY (parafiny z parum afinis = málo slučivé) C n H 2n+2

Čl. 1 Úvodní ustanovení. Čl. 2 Poplatník

OBEC HORNÍ BOJANOVICE obecně závazná vyhláška č. 05/2005

ZKOUŠKA SPOLUSPALOVÁNÍ BIOPALIVA A ČERNÉHO UHLÍ

se vyrábí z list ke e Camelia sinensis jako erný, ervený, lutý nebo zelený aj. Listy mají obsah vody cca 75 %.

DUM VY_52_INOVACE_12CH07

Dusík a jeho sloučeniny

Platné znění dotčených částí zákona o obalech s vyznačením navrhovaných změn. 1 Účel a předmět zákona

Výživa a hnojení kukuřice Prof. Ing. Rostislav Richter, DrSc.

EURO-ŠARM SPOL. S R.O. Přehled produktů s návody k použití

Těžké minerály v provenienčních studiích. Proč zrovna těžké minerály?

PRVKY 17. (VII. A) SKUPINY

LICENČNÍ STUDIUM ARCHIMEDES. Semestrální práce z předmětu 1.1: Využití tabulkového procesoru (MS Excel)

ČÁST PRVNÍ OBECNÁ USTANOVENÍ. Čl. 1 Předmět působnosti

č. 3/2012 o nakládání s odpady

Transkript:

Využití biocharu a jeho modifikací k odstraňování kovů a metaloidů z vody Lukáš TRAKAL trakal@fzp.czu.cz 1

Biochar jako sorbent Tan et al. (2015) Hnojivo Biomasa Biochar Sorpce Biopaliva + E Pyrolyzovaný organický materiál připravený termální dekompozicí bez přístupu kyslíku 2

Sorpční mechanizmy kovů I. Iontová výměna Tan et al. (2015) II. Elektrostatická atrakce VI. Ostatní Ionty vyměnitelné za kovy (Ca 2+, K +, Mg 2+, Na + ) Kovové ionty Kovy na povrchu Biocharu Minerální komponenty (CO 2-3, PO 3-4, ) III. Povrchová komplexace IV. Fyzikální sorpce V. Koprecipitace 50 mm 3

Hypotézy? Pouze určité biochary budou vhodné pro účely odstraňování kovů z vody? Sledované biochary budou mít odlišné vlastnosti stejně tak i různé sorpční mechanizmy? Magnetická modifikace zkoumaných biocharů zvýší jejich sorpční účinnost resp. ovlivní sledované sorpční mechanizmy 4

Použitá biomasa Třapiny z vína (GS) Odpad z vína (GH) Pecky (PS) Skořápky (NS) Sláma (WS) 5

Příprava biocharů Pomalá pyrolýza při 600 C v muflové peci Konstantní přítok dusíku 16.7 ml min -1 Atmosférický tlak Doba zdržení 30 min Pomalé chlazení přes noc Rozmělnění, homogenizace, přesetí (< 0.5 mm), promytí destilovanou vodou a následné sušení při 60 C 6

Magnetická modifikace biocharů 10M NaOH Mohan et al. (2015) Biochar H 2 O Suspenze (A) A + B Mixování A + B při ph 10 Zrání 24 hodin Promytí vodou a etanolem Sušení při 60 C Biochar Fe-oxid FeSO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe-roztok (B) Magnetický biochar s Cd 2+ /Pb 2+ Stripování Cd 2+ /Pb 2+ a recyklace Magnetická separace Znovu použitelný magnetický biochar Vyčištěný roztok Sorpce Cd 2+ /Pb 2+ na magnetický biochar Recyklace magnetického biocharu 7

Geochemické a spektroskopické analýzy Materiálové složení (biomasa a biochar) CHNS-O (biomasa a biochar) BET povrch (biochar a magnetický biochar před sorpcí) XRF (mineralogické složení popele biomasy) SEM-EDX (biochar a magnetický biochar před a po sorpcí) FTIR (biomasa a biochar před a po sorpci) XPS (biochar a magnetický biochar po sorpci) XRD (biochar a magnetický biochar před a po sorpci) ICP-OES ph, CEC, ph zpc 8

Vsádkové experimenty Roztok kovů (c = 0.1 1.5 mm; ph = 2.00 8.00) Analýza (ICP-OES) Suspenze (dávka BC 1.0 10.0 g L -1 ) Třepaní při 250 rpm (1 48 hodin) Centrifugace (10 min) Filtrování (0.45 mm nylonový filtr) Analýza (ICP-OES) Biochar (BC) Analýza (ICP-OES) Třepaní při 250 rpm (24 hodin) Suspenze Desorpční roztoky 0.01 M NaNO 3 0.01 M CaCl 2 0.43 M HNO 3 Desorpce Kovy 9

Jednotlivé cíle Porovnání účinnosti a mechanizmů sorpce Cd a Pb u různých vzorků biocharu Použití magnetické modifikace ke zvýšení sorpční účinnosti Cd a Pb testovaných vzorků biocharu 10

Vlastnosti biomasy PS GH GS NS WS 11

Vlastnosti biocharů 50mm 50mm 20mm 20mm 50mm NSBC WSBC GSBC GHBC PSBC 12

Porovnání účinnosti a mechanizmů sorpce Třapiny z vína (GSBC) Skořápky (NSBC) 13

Sorpční mechanizmy Pb na GSBC NSBC 1000 C O Pb (5.14 %) EDX Pb (mmol kg -1 ) 800 600 400 200 NSBC GSBC Langmuir_NSBC Langmuir_GSBC s max = 150 mmol kg -1 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 kev C O Na P K Ca EDX 0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 c 0 (mm) Pb (0.44 %) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 kev BET (m 2 g -1 ) Třapiny z vína (GSBC) ph (-) CEC (mmol kg -1 ) 72.0 10.0 402 BET (m 2 g -1 ) Skořápky (NSBC) ph (-) CEC (mmol kg -1 ) 465 8.63 84.4 14

Sorpční mechanizmy Pb na GSBC NSBC GSBC Chemisorpce na povrchu i uvnitř (kationtová výměna a chelatace) FTIR XPS NSBC Fyzikální sorpce pouze na povrchu (slabá p-vazba) Desorbed amount (%) 100 80 60 12 9 6 Desorpce Pb NSBC GSBC 3 0 0.16 0.18 0.01M NaNO 3 0.01M CaCl 2 0.43M HNO 3 15

Jednotlivé cíle Porovnání účinnosti a mechanizmů sorpce Cd a Pb u různých vzorků biocharu Použití magnetické modifikace ke zvýšení sorpční účinnosti Cd a Pb testovaných vzorků biocharu 16

Vlastnosti magnetických biocharů 30 % Fe 15 % Fe 17

(De)sorpce magnetických biocharů 18

Výsledný efekt magnetické modifikace 19

Závěry Sorpční účinnost kovů je minimálně ovlivněna strukturou povrchu (BET) biocharů, ale je silně závislá na ph zkoumaných sorbentů Klíčovým sorpčním mechanizmem je iontová výměna, kde je tento mechanizmus reprezentován silnou vazbou kovů (minimální desorpce) na povrch i do struktury biocharu Magnetická modifikace zlepšila sorpci kovů pouze u biocharů s dobře vyvinutou strukturou Přítomnost Fe oxidů zvýšila podíl iontové výměny jako sorpčního mechanizmu na celkové sorpci kovů, což je reflektováno snížením desorpce 20

Děkuji za pozornost TRAKAL L., BINGÖL D., POHOŘELÝ M., HRUŠKA M., KOMÁREK M., (2014): Geochemical and spectroscopic investigations of Cd and Pb sorption mechanisms on contrasting biochars: engineering implications. Bioresource Technology 171, 442 451. TRAKAL L., VESELSKÁ, V., ŠAFAŘÍK, I., VÍTKOVÁ, M., ČÍHALOVÁ, S., KOMÁREK, M. (2016): Lead and cadmium sorption mechanisms on magnetically modified biochars. Bioresource Technology 203, 318 324. 21