DOI 10.35776/VST.2021.06.05
УДК 628.16.081.32

Ахмед Самех, Гогина Е. С.

Адсорбция фенола на промышленном активированном угле: оценка эффективности

Аннотация

Адсорбция фенола на активированном угле считается одной из наиболее эффективных систем очистки сточных вод. В связи с этим изучена эффективность двух промышленных активированных углей российского производства для очистки сточных вод от фенола. Образцы включают порошкообразный активированный уголь (производимый из березового угля) и дробленый активированный уголь (производимый из скорлупы кокосового ореха). Исследование проведено в условиях изменения pH, влияния времени контакта и различных начальных концентраций фенола на процесс адсорбции. Исследование дополнительно расширено для выяснения кинетики адсорбции и модели изотерм Ленгмюра и Фрейндлиха. Результаты показали, что активированный уголь сохраняет максимальную адсорбционную способность в широком диапазоне pH – от 2 до 9. Это доказывает применимость угля для удаления фенола из различных сточных вод. Механизм адсорбции с использованием обоих образцов активированных углей следовал псевдовторому порядку и соответствовал модели изотермы Ленгмюра. Максимальная адсорбционная способность составила 185,19 и 172,41 мг/г для порошкообразного и дробленого угля соответственно, что свидетельствует о высокой эффективности удаления фенола из сточных вод.

Ключевые слова

сточные воды , фенолы , адсорбция , активированный уголь , кинетика и изотермы адсорбции

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Du W., et al. Biomass-derived nitrogen-doped hierarchically porous carbon networks as efficient absorbents for phenol removal from wastewater over a wide pH range. Royal Society of Chemistry Advances, 2017, v. 7, pp. 46629–46635.
2. Xie B., et al. Adsorption of phenol on commercial activated carbons: Modelling and Interpretation. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2020, v. 17, pp. 1–13.
3. Исаева Л. Н., Тамаркина Ю. В., Бован Д. В., Кучеренко В. А. Адсорбция фенола активными углями, полученными термолизом бурого угля с гидроксидом калия // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2009. № 2. С. 25–32.
   Isaeva L. N., Tamarkina Iu. V., Bovan D. V., Kucherenko V. A. [Phenol adsorption by activated carbons obtained by thermolysis of brown coal with potassium hydroxide]. Zhurnal Sibirskogo Federal’nogo Universiteta. Khimiia, 2009, no. 2, pp. 25–32. (In Russian).
4. Ahmaruzzaman M. Adsorption of phenolic compounds on low-cost adsorbents: A review. Advances in Colloid and Interface Science, 2008, v. 143, pp. 48–67.
5. Kahru A., Põllumaa L., Blinova R., Reiman R., Rätsep A. Chemical versus toxicological analysis in characterization of phenolic pollution: a test battery approach. Toxicology Letters, 1998, v. 95, pp. 236–237.
6. Greminger D. C., Burns G. P., Lynn S., Hanson D. N., King C. J. Solvent extraction of phenols from water. Industrial and Engineering Chemistry Process Design and Development, 1982, v. 21, pp. 51–54.
7. Raza W., et al. Removal of phenolic compounds from industrial waste water based on membrane-based technologies. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2019, v. 71, pp. 1–18.
8. Nickheslat A., Amin M. M., Izanloo H., Fatehizadeh A., Mousavi S. M. Phenol photocatalytic degradation by advanced oxidation process under ultraviolet radiation using titanium dioxide. Journal of Environmental and Public Health, 2013, v. 2013, pp. 1–9.
9. Andriantsiferana C., et al. Competitive adsorption of p-hydroxybenzoic acid and phenol on activated carbon: Experimental study and modeling. Journal of Environmental Engineering, 2013, v. 139, pp. 402–409.
10. Dambrowski A., Podkościelny P., Hubicki Z., Barczak M. Adsorption of phenolic compounds by activated carbon: A critical review. Chemosphere, 2005, v. 58, pp. 1049–1070.
11. Gundogdu A., et al. Adsorption of phenol from aqueous solution on a low-cost activated carbon produced from tea industry waste: Equilibrium, kinetic, and thermodynamic study. Journal of Chemical and Engineering Data, 2012, v. 57, pp. 2733–2743.
12. Busca G., Berardinelli S., Resini C., Arrighi L. Technologies for the removal of phenol from fluid streams: A short review of recent developments. Journal of Hazardous Materials, 2008, v. 160, pp. 265–288.
13. Lü G., et al. The adsorption of phenol by lignite activated carbon. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2011, v. 19, pp. 380–385.
14. Yang G., Chen H., Qin H., Feng Y. Amination of activated carbon for enhancing phenol adsorption: Effect of nitrogen-containing functional groups. Applied Surface Science, 2014, v. 293, pp. 299–305.
15. Sawyer C., McCarty P. G. P. Chemistry for environmental engineering and science. 5th Edition, Mc Graw Hill, 2003.
16. Qiu H., et al. Critical review in adsorption kinetic models. Journal of Zhejiang University SCIENCE A, 2009, v. 10, pp. 716–724.
17. Yener J., Kopac T., Dogu G., Dogu T. Dynamic analysis of sorption of Methylene Blue dye on granular and powdered activated carbon. Chemical Engineering Journal, 2008, v. 144, pp. 400–406.
18. Srivastava V. C., Swamy M. M., Mall I. D., Prasad B., Mishra I. M. Adsorptive removal of phenol by bagasse fly ash and activated carbon: Equilibrium, kinetics and thermodynamics. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2006, v. 272, pp. 89–104.
19. Tchobanoglous G., Franklin L., Burton H. D. S. Wastewater engineering: treatment and reuse. 4th Edition, Metcalf & Eddy Inc., 2003.