Adsorpcja ołowiu i kadmu na węglu aktywnym

Podobne dokumenty
PROCESY JEDNOSTKOWE W TECHNOLOGIACH ŚRODOWISKOWYCH ADSORPCJA

ADSORPCJA BŁĘKITU METYLENOWEGO I JODU NA WYBRANYCH WĘGLACH AKTYWNYCH

MASA ATOMOWA STECHIOMETRIA

ELEKTROLIZA. Oznaczenie równoważnika elektrochemicznego miedzi oraz stałej Faradaya.

TECHNOLOGIA OCZYSZCZANIA WÓD I ŚCIEKÓW. laboratorium Wydział Chemiczny, Studia Niestacjonarne II

WPŁYW ph ROZTWORU WODNEGO NA WIELKOŚĆ SORPCJI KWASU FTALOWEGO

ADSORPCJA SUBSTANCJI POWIERZCHNIOWO CZYNNYCH Z ROZTWORÓW WODNYCH NA PYLISTYCH WĘGLACH AKTYWNYCH

Sorpcja chromu Cr(VI) w obecności kwasu benzoesowego na wybranych węglach aktywnych

WYZNACZANIE PRZEWODNICTWA GRANICZNEGO ELEKTROLITÓW

Ćwiczenie VIII: ADSORPCJA - PROCES ZACHODZĄCY NA POWIERZCHNI CIAŁ SKONDENSOWANYCH

Co to jest elektrochemia?

Politechnika Gdańska Wydział Chemiczny. Katedra Technologii Chemicznej

4. WYZNACZENIE IZOTERMY ADSORPCJI METODĄ ECP

Wyznaczenie gęstości cieczy za pomocą wagi hydrostatycznej. Spis przyrządów: waga techniczna (szalkowa), komplet odważników, obciążnik, ławeczka.

Adsorpcja wybranych jonów metali ciężkich na biowęglu pochodzącym z komunalnych osadów ściekowych

Termodynamika fazy powierzchniowej Zjawisko sorpcji Adsorpcja fizyczna: izoterma Langmuira oraz BET Zjawiska przylegania

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

2.1. Charakterystyka badanego sorbentu oraz ekstrahentów

PROCESY JEDNOSTKOWE W TECHNOLOGIACH ŚRODOWISKOWYCH WYMIANA JONOWA

Zagadnienia do pracy klasowej: Kinetyka, równowaga, termochemia, chemia roztworów wodnych

Czas zajęć: 1 godzina z 2 przeznaczonych na temat w rozkładzie materiału;

Adsorpcja błękitu metylenowego na węglu aktywnym w obecności acetonu

Adsorpcja z roztworów wodnych różnych form chromu

ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z CHEMII FIZYCZNEJ

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

OCENA CZYSTOŚCI WODY NA PODSTAWIE POMIARÓW PRZEWODNICTWA. OZNACZANIE STĘŻENIA WODOROTLENKU SODU METODĄ MIARECZKOWANIA KONDUKTOMETRYCZNEGO

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

Ćwiczenie nr 8 Tytuł: Wpływ ph roztworu i pka związku ekstrahowanego na jego procent ekstrakcji

Roztwory buforowe (bufory) (opracowanie: dr Katarzyna Makyła-Juzak)

Laboratorium Podstaw Biofizyki

Badanie parametrów suszenia granulatu popiołowego w atmosferze powietrza i gazów spalinowych

WYKAZ NAJWAŻNIEJSZYCH SYMBOLI

Odwracalność przemiany chemicznej

Adsorpcyjne oczyszczanie gazów z zanieczyszczeń związkami organicznymi

Warszawa, dnia 4 października 2018 r. Poz. 1893

Politechnika Wrocławska. Procesy Chemiczne. Ćw. W3 Adsorpcja z roztworów na węglu aktywnym. Kinetyka procesu. Opracowane przez: Ewa Lorenc-Grabowska

Zadanie: 1 (1pkt) Zadanie: 2 (1 pkt)

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW PRZEMYSŁOWYCH O DUŻEJ ZAWARTOŚCI OLEJÓW NA ZŁOŻU BIOLOGICZNYM

Spis treści. Wstęp... 9

A4.05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

SORPCJA CHROMU Z ROZTWORÓW W OBECNOŚCI JONÓW METALI CIĘŻKICH NA WĘGLU ROW 08

prof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak

Granulowany węgiel aktywny z łupin orzechów kokosowych: BT bitumiczny AT - antracytowy 999-DL06

Problemy Inżynierii Rolniczej Nr 4/2005

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

ADSORPCJA PARACETAMOLU NA WĘGLU AKTYWNYM

Sporządzanie roztworów buforowych i badanie ich właściwości

Ćwiczenie 1. Ćwiczenie Temat: Podstawowe reakcje nieorganiczne. Obliczenia stechiometryczne.

FIZYKA CZĄSTECZKOWA I TERMODYNAMIKA

CHEMIA ANALIZA I MONITORING ŚRODOWISKA. Usuwanie barwników z wody metodą adsorpcji na węglu aktywnym. Ćw. 7

PODSTAWY CHEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład 2

ADSORPCJA MIESZANINY DWÓCH BARWNIKÓW NA WĘGLU AKTYWNYM

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Nauka Przyroda Technologie

Węgiel aktywny - Elbar Katowice - Oddział Carbon. Węgle aktywne ziarniste produkowane są z węgla drzewnego w procesie aktywacji parą wodną.

Gaz doskonały w ujęciu teorii kinetycznej; ciśnienie gazu

EFEKT SOLNY BRÖNSTEDA

Zastosowanie jonitów do sorpcji jonów amonowych z wodnych roztworów renianu(vii) amonu

PORÓWNANIE METOD OCENY STOPNIA ZUŻYCIA WĘGLA AKTYWNEGO STOSOWANEGO W PROCESIE UZDATNIANIA WODY

ROBOCZA I CAŁKOWITA ZDOLNOŚD WYMIENNA JONITU

Zadanie 2. (1 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków w odpowiednie kolumny. CrO CO 2 Fe 2 O 3 BaO SO 3 NO Cu 2 O

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wpływ stężenia kwasu na szybkość hydrolizy estru

Rzeszów, 16 kwietnia, 2018 r. RECENZJA

WYMAGANIA EDUKACYJNE

Jan Cebula (Instytut Inżynierii Wody i Ścieków, POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice) Józef Sołtys (PTH Intermark, Gliwice)

Równowagi w roztworach wodnych

Układ termodynamiczny

VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/15. ETAP II r. Godz Zadanie 1 (11 pkt)

Kierunek i poziom studiów: chemia poziom pierwszy Sylabus modułu: Podstawy Chemii B 0310-CH-S1-010

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII I GOSPODARKA ODPADAMI STUDIA STACJONARNE

Dr hab. Andrzej GIERAK Prof. UJK Kielce, Instytut Chemii Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Czy równowaga jest procesem korzystnym? dr hab. prof. nadzw. Małgorzata Jóźwiak

RÓWNOWAGI W UKŁADACH WIELOFAZOWYCH

WYKŁAD Z CHEMII OGÓLNEJ

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

Ćwiczenie 2. Charakteryzacja niskotemperaturowego czujnika tlenu. (na prawach rękopisu)

Zjawiska powierzchniowe

Chemia I Semestr I (1 )

Materiały elektrodowe

Kwas HA i odpowiadająca mu zasada A stanowią sprzężoną parę (podobnie zasada B i kwas BH + ):

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

Inżynieria Środowiska

Za poprawną metodę Za poprawne obliczenia wraz z podaniem zmiany ph

SORPCJA FENOLU ZE ŚCIEKÓW KOKSOWNICZYCH NA GRANULOWANYCH WĘGLACH AKTYWNYCH

WPŁYW UTLENIAJĄCYCH MODYFIKACJI POWIERZCHNI WĘGLA AKTYWNEGO NA POJEMNOŚCI SORPCYJNE W STOSUNKU DO Cr(III) I Cr(VI)

PROGRAM ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z CHEMII (SEMESTR LETNI) OCHRONA ŚRODOWISKA

Metody badań składu chemicznego

TENDENCJE I TEMPO ZMIAN MASY ZMIESZANYCH ODPADÓW KOMUNALNYCH ZEBRANYCH Z MIAST I WSI

SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I NAWOZÓW MINERALNYCH. Ćwiczenie nr 6. Adam Pawełczyk

Ćwiczenie 25. Piotr Skołuda OGNIWA STĘŻENIOWE

imię i nazwisko, nazwa szkoły, miejscowość Zadania I etapu Konkursu Chemicznego Trzech Wydziałów PŁ V edycja

120 mm MOŹDZIERZOWY POCISK ODŁAMKOWO-BURZĄCY

VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015

POLITECHNIKA GDAŃSKA

Transkrypt:

EWA SIKORSKA-SOBIEGRAJ, STEFAN IELIŃSKI* Politechnika Wrocławska Adsorpcja ołowiu i kadu na węglu aktywny Adsorption of lead and cadiu fro aqueous solutions on activated carbon Badano proces adsorpcji ołowiu i kadu z roztworów wodnych na granulowany węglu aktywny WD-extra. Proces sorpcji prowadzono etodai statyczną i dynaiczną, sorbując etale pojedynczo oraz w ieszaninie. Stwierdzono, że w warunkach dynaicznych pojeności sorpcyjne węgla są większe niż w warunkach statycznych dla obu etali, niezależnie, czy etale występują w roztworze pojedynczo, czy w ieszaninie. 2+ and/or 2+ ions were sorbed fro aq..5, 2.5 or 5 M or and fro, 5 or M (:) solns. on a Gryfskand (Hajnówka, PL) WD-extra de-ashed, dild. HCl-pretreated carbon, bulk d. 44 g/l., by a static (5 g C/. l. soln.) or a dynaic ethod (7 c high 5-g bed, liq. holdup c 3, flow rate 25 ì/s). The / sorption capacity ratio was always ~3/ and generally higher under dynaic than under static conditions in both single- and two-ion adsorptions. Unlike, sorption of was rapid until the effluent/ influent concn. ratio attained.8, and then very slow until full satn. of the C sorbent. Breakthrough ties were short and showed the C sorbent to be inadvisable for reoving heavy etals fro solns., and esp. fro potable water. Węgle aktywne ze względu na ich bardzo dużą cheiczną, tericzną i radiacyjną odporność oraz niewysoką cenę są często stosowane w praktyce, szczególnie przy usuwaniu toksycznych zanieczyszczeń ze ścieków lub uzdatnianiu wody pitnej ). Roztwory oczyszczane na węglu aktywny, w przeciwieństwie do roztworów oczyszczanych na jonitach syntetycznych, nie zawierają zanieczyszczeń organicznych. Węgiel aktywny oże więc być również stosowany do oczyszczania roztworów, w celu otrzyania substancji o wysokiej czystości. węgla aktywnego stosowanego do adsorpcji z fazy ciekłej konieczne jest usunięcie naturalnych doieszek ineralnych (popiół) ze względu na ożliwość zanieczyszczenia rozpuszczalnyi składnikai popiołu oczyszczanego struienia 3). Węgle aktywne nie poddawane żadnej dodatkowej obróbce odznaczają się pewną zdolnością do adsorpcji elektrolitów ). Często tłuaczy się tę właściwość węgli w yśl teorii elektrocheicznej 2, 4), wg której układ węgiel aktywny roztwór elektrolitu a podobny charakter do układu etal roztwór elektrolitu, gdzie zasadnicze znaczenie odgrywają procesy przebiegające w warstwie roztworu, bezpośrednio sąsiadującej z powierzchnią zanurzonego w ni ciała stałego, zwanej podwójną warstwą elektryczną 4, 5). Teoria elektrocheiczna nie tłuaczy jednak jednoznacznie wszystkich zjawisk zachodzących na granicy węgiel roztwór. Warstwę podwójną wytworzoną na powierzchni ateriału elektrodowego charakteryzuje potencjał zerowego ładunku elektrody oraz pojeność właściwa warstwy. Dla węgla aktywnego obie te wielkości silnie zależą jednak od stanu jego powierzchni, struktury porowatej i właściwości hydrofilowo-hydrofobowych. Powierzchnia węgla jest energetycznie niejednorodna, a rozkład potencjału w granulach skoplikowany 2, 4). Ponadto, doświadczalnie stwierdzono, że właściwości jonosorpcyjne węgli aktywnych w duży stopniu zależą od cheicznej budowy ich powierzchni, 4). dolność węgli do sorpcji jonów z roztworu spowodowana jest obecnością doieszek niewęglowych związanych cheicznie ze szkielete węglowy. Doieszki te, głównie tlen, wiążą się z powierzchnią węgla podczas jego aktywacji parą wodną, ditlenkie węgla lub powietrze we względnie niskich teperaturach. W wyniku takiej aktywacji karbonizatu ilość tlenu w węglu oże osiągnąć nawet kilka procent, 2). wiązanie cheiczne tlenu z powierzchnią węgla prowadzi do powstawania kwasowych tlenowych grup funkcyjnych, przede wszystki karboksylowych i hydroksylowych, zdolnych do adsorpcji jonowyiennej kationów 6 8). Pojeność i zdolność wyienna Dr inż. Ewa SIKORSKA-SOBIEGRAJ w roku 97 ukończyła studia na Wydziale Cheiczny Politechniki Wrocławskiej. Pracuje w Instytucie Technologii Nieorganicznej i Nawozów Mineralnych tej uczelni. Specjalność technologia cheiczna nieorganiczna. Prof. dr hab. inż. Stefan IELIŃSKI w roku 959 ukończył studia na Wydziale Cheiczny Politechniki Wrocławskiej. Pracuje w Instytucie Technologii Nieorganicznej i Nawozów Mineralnych tej uczelni. Specjalność technologia cheiczna nieorganiczna. * Autor do korespondencji: Instytut Technologii Nieorganicznej i Nawozów Mineralnych, Politechnika Wrocławska, ul. Soluchowskiego 25, 5-372 Wrocław, tel: (-7) 32-37- 6; fax: (-7) 32-4-25; e-ail: stefan.zielinski@pwr.wroc.pl 84/9(25) 689

węgla powinna więc zależeć od ilości i stopnia dysocjacji tlenowych grup funkcyjnych obecnych na jego powierzchni. Należy jednak dodać, że węgiel aktywny a charakter polifunkcyjny. Oprócz grup karboksylowych i hydroksylowych na powierzchni węgla aktywnego ogą również pojawić się grupy karbonylowe, laktonowe i inne. Grupy funkcyjne związane z powierzchnią węgla ają bardzo różne stałe dysocjacji, a oprócz tego dysocjacja nawet takich saych grup nie jest identyczna, ponieważ zależy od rodzaju i postaci grup sąsiednich. Dodatkowo, wyianie jonowej towarzyszą zwykle inne przeiany, takie jak adsorpcja, absorpcja, cheisorpcja, reakcje kopleksowania lub reakcje katalityczne 2). Mechaniz adsorpcji jest więc zagadnienie bardzo złożony, dlatego też teoria elektrocheiczna nie tłuaczy jednoznacznie wszystkich zjawisk zachodzących na granicy węgiel roztwór. Reakcja adsorpcji jonowyiennej jest procese odwracalny. W procesie statyczny nie jest ożliwa całkowita wyiana jednych jonów na inne, ponieważ w układzie po pewny czasie ustala się równowaga poiędzy jonai w fazie stałej i ciekłej. Równowaga ta zależy od właściwości wyieniacza (rodzaju grup funkcyjnych) oraz właściwości wyienianych jonów 2, 9 ). W układzie dynaiczny jon wypierany z wyieniacza opuszcza środowisko reakcji. Proces wyiany oże więc być doprowadzony do końca, do całkowitego zastąpienia jonów w wyieniaczu jonai z roztworu. Dobierając stężenie i objętość roztworu elektrolitu w warunkach dynaicznych ożna nawet zastąpić w wyieniaczu jony o większy powinowactwie jonai o niejszy powinowactwie, co w warunkach statycznych jest nieożliwe 2). W celu określenia dynaiki procesu wyiany wykorzystuje się zaproponowane przez Michaelsa pojęcie strefy wyiany asy ), obejującą tę część złoża, w której zachodzi proces wyiany jonów. Strefa ta, o stałych wyiarach, foruje się na początku procesu, przesuwając się następnie w dół złoża ze stałą prędkością, zależną od prędkości przepływu roztworu podawanego na złoże. Przebieg dynaicznego procesu wyiany jonowej ilustruje zależność stosunku stężenia jonów we wcieku i wycieku (C/C o ) od objętości wycieku (V). ależność ta zwana jest krzywą przebicia 2,, ). Kształt krzywych przebicia oraz szerokość i ostrość granic strefy wyiany w duży stopniu zależą od rodzaju izotery wyiany w warunkach statycznych (liniowa, wypukła lub wklęsła) 2, ). najoość krzywej przebicia pozwala obliczyć zarówno pojeność złoża odpowiadającą punktowi przebicia, jak i odpowiadającą punktowi wyczerpania złoża (pojeność całkowita). Na podstawie krzywej przebicia ożna również określić czas potrzebny dla przeieszczenia się strefy wyiany asy od punktu przebicia do punktu wyczerpania złoża, suaryczny czas forowania się tej strefy i jej przechodzenia przez złoże, czas forowania strefy wyiany asy, prędkość jej przesuwania się w złożu, wysokość strefy wyiany asy oraz współczynnik syetrii złoża ). Cele pracy było zbadanie procesu sorpcji jonów ołowiu i kadu na węglu aktywny etoda statyczną oraz dynaiczną. Część doświadczalna Materiały Roztwory soli ołowiu i kadu sporządzono z (NO 3 ) 2 oraz (NO 3 ) 2. 4H 2 O o czystości cz.d.a. Adsorbente był granulowany węgiel aktywny WD-extra, produkowany przez firę Gryfskand (Hajnówka, Polska), oczyszczony z popiołu. W celu usunięcia doieszek ineralnych oryginalny węgiel aktywny trawiono w rozcieńczony roztworze kwasu solnego. Ciężar nasypowy trawionego węgla wynosił 44 g/d 3. Metodyka badań Przeprowadzono dwie serie poiarów. W serii I wyznaczano pojeność sorpcyjną węgla w stosunku do obu etali etodą statyczną przez trzygodzinne wytrząsanie 5 g węgla w c 3 roztworu soli badanego etalu lub ieszaniny obu etali. W serii II wyznaczano pojeność etodą dynaiczną przepuszczając roztwór soli etali przez złoże węgla aktywnego ze stałą liniową szybkością przepływu v L =,25 c/s utrzyując stały pozio cieczy nad złoże równy c. Masa węgla w złożu wynosiła 5 g, wysokość okrego złoża 7 c, a objętość cieczy zatrzyanej w układzie c 3. W obu seriach zawartość etali w roztworach oznaczano polarograficznie. W serii I równowagową pojeność sorpcyjną węgla, względe badanych etali wyliczano z równania: V ( C Ck) A = () gdzie: V oznacza objętość roztworu, c 3 ; C o stężenie początkowe etalu, ol/c 3 ; C k stężenie równowagowe etalu, ol/c 3 ; asa suchego węgla aktywnego, g. W serii II z krzywych przebicia wyznaczano dwa charakterystyczne punkty: punkt przebicia złoża, gdy stężenie w wycieku osiągnęło 5% wartości stężenia początkowego oraz punkt wyczerpania złoża, gdy stężenie w wycieku zbliżyło się do 95% wartości stężenia początkowego. Następnie obliczano pojeność sorpcyjną węgla aktywnego względe badanych etali, odpowiadającą punktowi przebicia złoża (A E, ol/g) oraz odpowiadającą punktowi wyczerpania złoża (A T, ol/g), uwzględniając objętość cieczy zatrzyanej w układzie. Masę zaadsorbowanego etalu znajdowano przez całkowanie pola nad krzywą etodą trapezów: A A E T VE (C C)dV = (2) V T (C C)dV = (3) gdzie: V E oznacza objętość eluatu zebranego do punktu przebicia złoża, c 3 ; V T objętość eluatu zebranego do punktu wyczerpania złoża, c 3 ; C o stężenie etalu w struieniu wpływający, ol/ c 3 ; C stężenie etalu w eluacie, ol/c 3 ; asa suchego węgla aktywnego, g. Obliczano również: Ø Czas (t z ) potrzebny dla przeieszczenia się strefy wyiany asy od punktu przebicia do punktu wyczerpania złoża, s: Vz t z = (4) ù S gdzie: V = V T V E, c 3 ; v L oznacza liniową prędkość przepływu roztworu, c/s; S powierzchnia przekroju poprzecznego koluny, c 2. Ø Suaryczny czas (t T ) forowania się strefy wyiany asy i jej przechodzenia przez złoże, s: L VT t T = (5) ù S Ø Współczynnik syetrii złoża (względna zdolność adsorpcyjna złoża w strefie wyiany asy) (F), g/g: Q L F = Q (6) ax 69 84/9(25)

gdzie: V = T Q (C C) dv (7) V E Q = C V (8) ax Ø Czas forowania strefy wyiany asy (t F ), s: t F t = ( F) (9) Ø Prędkość przesuwania się strefy wyiany asy w złożu (v ), c/s: gdzie: h T oznacza wysokość złoża adsorbentu, c. Ø Wysokość strefy wyiany asy, c: Oówienie wyników ù h T = t T t () F h = ù t () ależność równowagowej pojeności sorpcyjnej węgla aktywnego od początkowego stężenia etalu dla roztworów oraz przedstawiono na rys.. W cały badany zakresie stężeń etali pojeności sorpcyjne węgla w stosunku do ołowiu są ok. 3-krotnie wieksze niż w stosunku do kadu. Różnica iędzy pojenościai adsorpcyjnyi zwiększa się, jeżeli obydwa etale są adsorbowane jednocześnie, zwłaszcza przy większych stężeniach obu etali w roztworze. O ile przy suaryczny stężeniu obu etali ol/d 3 adsorpcja ołowiu jest jeszcze praktycznie równa, a kadu tylko nieco niejsza od adsorpcji przy saodzielny ich występowaniu w roztworze (rys. 2), to przy stężeniu 5 ol/d 3 adsorpcja ołowiu jest już wyraźnie większa a kadu niższa od adsorpcji saodzielnej (rys. 3), a przy stężeniu ol/c 3 kad praktycznie nie adsorbuje się do stosunku olowego : równego :. Dopiero przy stosunku olowy : = :4. pojeność sorpcyjna zbliża się do wartość otrzyanej podczas saodzielnej adsorpcji tego etalu (rys. 4). Porównanie pojeności sorpcyjnych węgla dla trzech suarycznych stężeń ołowiu i kadu przy stosunku olowy :,,9,8,7,6,5,4,3,2, 2 4 6 8 2 4 Rys.. ależność równowagowej pojeności sorpcyjnej trawionego węgla aktywnego WD-extra od początkowych stężeń ołowiu i kadu w roztworze Fig.. The and equilibriu sorption data on the HCl-pretreated WDextra carbon in relation to initial ion concentration in the solution,9,8,7,6,5,4,3,2,,2,4,6,8,2 Rys. 2. Porównanie równowagowych pojeności sorpcyjnych węgla w początkowe C,+ = ol/d 3 Fig. 2. Coparison of the static equilibriu sorption data on the WD-extra carbon in the adsorption of single and ions (continuous lines) with that of + ions (points). The overall initial concentration, C (+) = ol/d 3 2 3 4 5 6 Rys. 3 Rys. 3. Porównanie równowagowych pojeności sorpcyjnych węgla w początkowe C,+ = 5 ol/d 3 Fig. 3. Coparison of the static equilibriu sorption data on the WD-extra carbon in the adsorption of single and ions (continuous lines) with that of + ions (points). The overall initial concentration, C (+) = 5 ol/d 3,5,45,4,35,3,25,2,5,,5,8,7,6,5,4,3,2, 2 4 6 8 2 Rys. 4 Rys. 4. Porównanie równowagowych pojeności sorpcyjnych węgla w początkowe C,+ = ol/d 3 Fig. 4. Coparison of the static equilibriu sorption data on the WD-extra carbon in the adsorption of single and ions (continuous lines) with that of + ions (points). The overall initial concentration, C (+) = ol/d 3 84/9(25) 69

Tabela. Porównanie równowagowych pojeności sorpcyjnych trawionego węgla aktywnego WD-extra w stosunku do ołowiu i kadu w warunkach statycznych pojedynczo i w ieszaninie Table. The lead and/or cadiu static equilibriu sorption capacities of the HCl-pretreated WD-extra activated carbon C, =C, =,5 ol/d 3 C, =C, = 2,5 ol/d 3 C, =C, = 5 ol/d 3 lub + lub + lub +,5,5,24,325,44,53,5,,7,5,2,5 +,65,6,3,375,56,535 Tabela 2. Adsorpcja ołowiu oraz kadu w etodzie dynaicznej na trawiony węglu aktywny WD-extra Table 2. The dynaic-ethod adsorption of lead or cadiu on the HCl-pretreated WD-extra activated carbon C o A E A T t z t T t F v z h z F ol/d 3 ol/g ol/g s s s c/s c/s 5,56,493,3548 38 4 259,5 9,2,38 24,56,239,99 46 48 323,45 2,9,297 4,83,47,86 2 4 76,2 2,7,38 2,64,26,76 74 76 225,3 23,,296 4,4,43,42 98 86,39 37,9,67 C/Co,9,8,7,6,5,4,3,2, 2 3 2 3 4 5 V, c 3 Rys. 5. Krzywe przebicia dla roztworów ołowiu o początkowych stężeniach: 5,56 ol/d 3, 2 4,83 ol/d 3, 3 2,64 ol/d 3 Fig. 5. The breakthrough curves for solutions of initial concentrations: 5.56, 2 4.83, 3 2.64 ols/d 3 C/C o,9,8,7,6,5,4,3,2, 2 3 4 5 Rys. 6 V,c 3 Rys. 6. Krzywa przebicia dla roztworu kadu o początkowy stężeniu 4,4ol/d 3 Fig. 6. The breakthrough curve for a solution of initial concentration 4.4 ols/d 3 = : z pojenościai sorpcyjnyi, uzyskanyi podczas saodzielnej adsorpcji ołowiu i kadu z roztworów o taki say stężeniu wskazuje, że ogólna pojeność sorpcyjna węgla nie zienia się. Suy równowagowych pojeności sorpcyjnych węgla w stosunku do ołowiu i kadu, otrzyanych przy ich adsorpcji z ieszaniny ają wartości zbliżone do su pojeności sorpcyjnych, otrzyanych dla tych etali podczas ich saodzielnej adsorpcji (tabela ). Wynika z tego, że zwiększenie adsorpcji ołowiu, będącego w ieszaninie raze z kade, odpowiada praktycznie zniejszeniu adsorpcji tego ostatniego. Takie właściwości ają swoje konsekwencje w układach dynaicznych, a więc podczas przepływu roztworu etali przez złoże węgla. Krzywe przebicia dla trzech stężeń ołowiu oraz obliczone na ich podstawie paraetry procesu adsorpcji przedstawiono odpowiednio na rys. 5 i w tabeli 2. Wskazują one, że ze zniejszenie stężenia ołowiu aleją: pojeność sorpcyjna węgla oraz prędkość przesuwania się strefy wyiany asy w złożu przy inialny jednocześnie wzroście jej wysokości. Natoiast czas potrzebny do uforowania się strefy wyiany asy oraz jej przeieszczenia do punktu wyczerpania złoża jest ty dłuższy, i niejsze jest początkowe stężenie etalu. Warto również zwrócić uwagę na fakt, że względna zdolność adsorpcyjna złoża w strefie wyiany asy jest niewielka, na co wskazuje niższa od,5 wartość współczynnika syetrii złoża. W porównaniu z adsorpcją ołowiu, w przebiegu sorpcji kadu ożna wyróżnić dwa etapy: początkowy etap szybkiej adsorpcji do wartości C/C Ê,8 oraz drugi etap znacznie wolniejszej adsorpcji aż do całkowitego nasycenia adsorbentu (rys. 6). Sugeruje to występowanie dwóch echanizów sorpcji tego etalu na węglu. Obliczone z krzywej przebicia paraetry procesu adsorpcji wskazują natoiast, że całkowita pojeność sorpcyjna A T węgla jest dwukrotnie niejsza w stosunku do kadu aniżeli do ołowiu, natoiast prędkość przesuwania się strefy wyiany asy w złożu oraz wysokość strefy wyiany asy są większe aniżeli dla ołowiu (tabela 2). W stosunku do kadu względna pojeność adsorpcyjna złoża w strefie wyiany asy jest jeszcze niejsza niż dla ołowiu (F=,67). Przedstawione na rys. 7 krzywe przebicia dla i uzyskane podczas adsorpcji ieszaniny tych etali odzwierciedlają ich zdolności do sorbowania się. Początkowa szybka adsorpcja kadu do wartości C/C Ê,8 spowalnia proces adsorpcji ołowiu, jednak w dalszy etapie sytuacja się odwraca, co wskazuje na częściowe 692 84/9(25)

Tabela 3. Adsorpcja ieszaniny jonów ołowiu i kadu etodą dynaiczną na trawiony węglu aktywny WD-extra Table 3. The dynaic-ethod adsorption of a ixture of lead and cadiu ions on the HCl-pretreated WD-extra activated carbon C o A E A T t z t T t F v z h z F ol/d 3 ol/g ol/g s s s c/s c/s 4,43,69,254 928 96 392,3 24,,278 4,2,4,269 42 432 34,55 22,8,263 + 8,64,,523 Tabela 4. Porównanie całkowitych pojeności sorpcyjnych trawionego węgla aktywnego WD-extra w stosunku do ołowiu i kadu w warunkach dynaicznych przy adsorpcji saodzielnej oraz w ieszaninie (stężenia początkowe jak w tabeli 2 i 3) Table 4. The lead and/or cadiu dynaic equilibriu sorption capacities of the HCl-pretreated WD-extra activated carbon (for initial ion concentrations, see Table 2 or 3) A T, ol/g Pojedyncze etale Mieszanina etali,86,254,42,269 +,28,523 Porównanie pojeności sorpcyjnych węgla aktywnego WDextra w stosunku do obu etali w warunkach statycznych oraz dynaicznych wskazuje, że w warunkach dynaicznych zarówno dla ołowiu jak i dla kadu są one wyższe niezależnie od tego, czy etale występują w roztworze pojedynczo, czy w ieszaninie. Podczas adsorpcji pojedynczych kationów ta saa asa węgla sorbuje prawie 2 razy więcej oli ołowiu oraz ponad 3 razy więcej oli kadu. Podczas adsorpcji ieszaniny etali na takiej saej asie węgla sorbuje się ponad 2 razy więcej oli ołowiu, natoiast ilość zaadsorbowanych oli kadu jest większa ponad 5 razy. Wyniki te wskazują również, że w obydwu etodach obecność kadu w roztworze sprzyja sorpcji ołowiu. Podsuowanie C/C o,9,8,7,6,5,4,3,2, 2 3 4 5 Rys. 7 V,c 3 Rys. 7. Krzywe przebicia dla roztworu ołowiu z kade o suaryczny stężeniu początkowy 8,64 ol/d 3 i stosunku olowy : Ê: W badaniach procesu adsorpcji ołowiu i kadu na węglu aktywny WD-extra w warunkach statycznych i dynaicznych (w układzie przepływowy) stwierdzono, że w warunkach statycznych pojeności sorpcyjne węgla w stosunku do ołowiu są większe niż dla kadu. W przypadku ieszaniny tych etali ilość adsorbowanego ołowiu jest większa a kadu niejsza niż przy adsorpcji saodzielnej. W warunkach dynaicznych, przy przepływie roztworu tych etali przez złoże węgla, wartości całkowitych pojeności sorpcyjnych obu etali są wyższe od równowagowych w warunkach statycznych. Jednakże są to pojeności niewielkie, co w połączeniu z krótkii czasai przebicia złoża t E (t E = t T - t ) bardzo ogranicza stosowanie tego adsorbenta do usuwania etali ciężkich z roztworów, zwłaszcza z wody pitnej. Otrzyano: 2--24 Fig. 7. The breakthrough curves for a : Ê : (by oles) solution of overall initial concentration 8.64 ols/d 3 przynajniej wypieranie przez ołów wcześniej zaadsorbowanego kadu. wyników obliczeń (tabela 3) widać również, że w przypadku ieszaniny całkowita pojeność sorpcyjna węgla w stosunku do ołowiu jest większa niż przy adsorpcji tego etalu oddzielnie, natoiast w stosunku do kadu niejsza (tabela 2), a więc podobnie jak w etodzie statycznej. Analogicznie zienia się czas potrzebny do uforowania strefy wyiany asy oraz jej przeieszczenia do punktu wyczerpania złoża, który dla ołowiu jest dłuższy a dla kadu krótszy niż podczas saodzielnej adsorpcji tych etali. Wysokość strefy wyiany asy dla ołowiu i kadu przyjuje zbliżone wartości, natoiast bardzo różnicuje się jej prędkość przesuwania w złożu. Przy saodzielnej adsorpcji etali prędkość ta dla ołowiu jest ok. 2 razy niejsza niż dla kadu, podczas gdy przy adsorpcji tych etali z ieszaniny jest ona dla ołowiu ponad 4 razy niejsza niż dla kadu. obliczonych wartości całkowitych pojeności sorpcyjnych wynika, że sua pojeności sorpcyjnych węgla w stosunku do ołowiu i kadu przy adsorpcji ich ieszaniny jest wyższa niż sua pojeności sorpcyjnych otrzyanych w wyniku saodzielnej adsorpcji pojedynczych kationów (tabela 4). Wiąże się to z fakte, że w warunkach dynaicznych pojeność sorpcyjna węgla w stosunku do kadu aleje w obecności ołowiu w znacznie niejszy stopniu niż w warunkach statycznych. LITERATURA. H. Jankowska, A. Świątkowski, J. Choa, Węgiel aktywny, WNT, Warszawa 985. 2. H. Jankowska, A. Świątkowski, L. Starostin, J. Ławrinienko-Oiecynska, Adsorpcja jonów na węglu aktywny, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 99. 3. A.M. Seushyn, I.A. Galitska, N.P. Yanochkin, Adsorptsiya i adsorbenty 974, 2, 7. 4. A. Ban, A. Schafer, H. Wendt, J. Appl. Electroche. 998, 28, 227. 5. J.O M. Bockris, M.A.V. Devanathan, K. Muller, Proc. Roy. Soc. 963, A274, 55. 6. J. awadzki, w Cheistry and Physics of Carbon (ed. P.A. Thrower), vol 2, s. 47, Marcel Dekker, New York 988. 7. S. Biniak, A. Świątkowski, M. Pakuła, w Cheistry and Physics of Carbon (ed. P.A. Thrower), vol 27, s. 25, Marcel Dekker, New York, Basel 2. 8. A. Świątkowski, M. Pakuła, S. Biniak, M. Walczyk, Carbon 24, 42, 357 9. D.N. Strazhesko, I.A. Tarkowska, Adsorptsiya i adsorbenty 972,, 7.. A.S.Michaels, Ind. Eng. Che. 952, 44, 922.. D.O. Cooney, Adsorption desing for wastewater treatent, Lewis Publishers, Nowy Jork 999. 84/9(25) 693