1,002 matches
-
funcționalizate cu EPI au raportat că raportul de funcționalizare nu afectează capacitatea de adsorbție. Un alt studiu a arătat că atât proprietățile fizice, cât și cele mecanice pot fi îmbunătățite prin funcționalizare. Chitosanul formează geluri la pH 5,5 și efluenții acizi pot limita sever utilizarea sa ca adsorbent în îndepărtarea coloranților prezenți în aceștia. Cestari și al. (2004) au propus utilizarea granulelor funcționalizate omogen. Autorii au raportat că granulele au fost nu numai insolubile în soluție acidă, dar au prezentat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
acestor sorbenți. Pentru a accelera interacțiunea lor cu coloranții, suprafața silicei poate fi modificată utilizând agenți de cuplare silanici cu grupări funcționale aminice (Krysztafkiewicz și al., 2002), silicea modificată având o capacitate mai bună de a îndepărta coloranții acizi din efluenții colorați (Phan și al., 2000). Alte materiale silicatice pentru îndepărtarea coloranților sunt dolomita, perlitul și sticla. Dolomita prezintă o capacitate bună de reținere a coloranților (Walker și al., 2003). Dolomita carbonizată are o capacitate mai mare de a îndepărta coloranții
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
un reactor SBR alimentat cu apă reziduală sintetică care operează în sistem discontinuu, timpul hidraulic de retenție fiind 4 ore. Un ciclu necesită alimentarea cu influent timp de 5 minute, 165 minute aerarea, 5 minute stabilizarea și 5 minute evacuarea efluentului. Pentru testele de biosorbție, au fost separate granulele aerobice mature cu o mărime medie de 3 mm. Înaintea utilizării granulele aerobice au fost spălate de două ori cu apă deionizată (Li și al., 2006). 4.2.2.7. Microrganisme viabile
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Na2MoO4·2H2O, 0,06; ZnSO4·7H2O, 0,12; CoCl2·6H2O, 0,15 și EDTA, 10. Reactorul a operat în cicluri succesive de 6 ore, fiecare constând în 2 minute de alimentare, 330 minute aerare, 6 minute sedimentare, 2 minute evacuarea efluentului și 20 minute repaos. Temperatura reactorului a fost menținută la 25±1șC. În decursul perioadei de aerare, concentrația oxigenului dizolvat a fost în jur de 6 mg L-1. Diametrul mediu al nămolului aerobic granular cultivat în SBR a fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
tip de adsorbent biologic, bazate pe interacțiunea sa cu coloranți model. 4.2.6. Biosorbenți imobilizați 4.2.6.1. Principiul imobilizării microorganismelor Imobilizarea biomasei fungice neviabile pentru utilizarea la îndepărtarea coloranților în condiții restrictive de creștere este avantajoasă, când efluentul are toxicitate și inhibă creșterea celulară. Biomasa inactivată nu necesită o furnizare continuă de nutrienți și poate fi regenerată și reutilizată în mai multe cicluri (Prigione și al., 2008). Imobilizarea microorganismelor se poate realiza prin entrapare și prin atașare. Entraparea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
tipul de alginat utilizat. Imobilizarea microorganismelor într-o matrice polimerică reprezintă o soluție în utilizarea microorganismelor în special în reactoarele împachetate sau cu pat fluidizat, cu avantaje legate de mărimea particulelor, regenerarea și reutilizarea biomasei, ușoara separare a biomasei din efluent, saturarea maximă a biomasei și obturarea minimă a coloanei în condițiile de curgere continuă (Hu și Reeves, 1997). 4.2.6.2. Entraparea bacteriei Corynebacterium glutamicum, în matrice de alginat Pulberea uscată a bacteriei Gram pozitive C. glutamicum a fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
culorii variază de la 12,9 la 94,3%. Polman și Breckenridge (1996) au testat 30 specii de fungi filamentoși, drojdii și bacterii pentru a îndepărta coloranții reactivi (Reactive Black 5, Reactive Blue 19) și cu sulf (Sulfur Black 1) din efluenții reziduali industriali simulați. Ei au utilizat ambele forme, viabile și inactivate, ale fiecărei specii și au observat că dintre cele 28 specii microbiene, 64% din formele inactivate au o capacitate de adsorbție mai mare pentru colorantul rezidual Reactive Black 5
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
53,46% la pH 2,0 pentru colorantul acid Remazol Brilliant Blue R (100 mg L-1) cu fungul Phanerochaete chrysosporium. Reținerea acestui colorant scade brusc cu creșterea pH-ului. Procentul maxim de reținere a colorantului reactiv Synazol dintr-un efluent textil multicomponent a fost de 42% cu biomasa de A. niger autoclavată (Khalaf, 2008). Pe măsură ce pH-ul inițial crește, numărul de situsuri încărcate negativ crește, concomitent cu reducerea numărului de situsuri încărcate pozitiv. O suprafață încărcată negativ nu va favoriza
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
suprafață încărcată negativ nu va favoriza adsorbția anionilor coloranților reactivi datorită repulsiei electrostatice. Considerentele menționate în cazul sistemului A. niger - colorant reactiv Synazol sunt valabile și pentru biomasa autoclavată de microalgă Spirogyra sp., pentru același colorant reactiv, prezent într-un efluent textil multicomponent. Procentul maxim de adsorbție a fost de 36% la pH 3, comparativ cu valorile foarte reduse obținute între pH 6 și 8 (<10%). Capacitatea maximă de sorbție a algei verzi Scenedesmus quadricauda, atât nativă cât și imobilizată, față de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mg L-1, iar echilibrul s-a atins în 5 minute, capacitatea de sorbție atingând 149, respectiv 1200 mg g-1 (Zhang și al., 2009). 4.4.3. Efectul temperaturii asupra biosorbției coloranților După terminarea procesului de vopsire a materialelor textile, efluenții sunt evacuați cu temperaturi ridicate (50 - 60șC), chiar dacă în prealabil parcurg etape de răcire. Procesele convenționale biologice de tratament al apelor reziduale au un randament redus în îndepărtarea coloranților sintetici la temperatură înaltă, datorită inactivării microorganismelor. De aceea, temperatura reprezintă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
35 și 50șC. Creșterea temperaturii conduce la o mărire a capacității de reținere a biomasei pentru colorantul investigat, de la 100,46 la 112,50 mg g-1 (Iscen și al., 2007). În procesul de biosorbție a colorantului reactiv Synazol, într-un efluent textil multicomponent, cu biomasa autoclavată a fungului A. niger sau a algei Spirogyra sp. a fost variată temperatura în domeniul 15-45șC. Îndepărtarea maximă a colorantului (44% și 36%) pentru fung și respectiv biomasa de algă, a fost obținută la 30șC
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
asupra biosorbției colorantului Malachite Green cu biomasa de Chlorella în domeniul 278-323 K (Tsai și Chen, 2010). Tulpinile de cianobacterii procariote sunt considerate cele mai termofile tulpini de microalge. Izolarea unui biosorbent viabil, termofilic, eficient pentru a fi utilizat în efluenții textili reziduali, cu temperatură ridicată, reprezintă o provocare. Bioacumularea unor coloranți reactivi a fost studiată în condiții termofile pentru prima dată de către Sadettin și Dönmez (2006), în sistem static, cu scopul stabilirii condițiilor optime pentru adsorbție. Biosorbenții testați au fost
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
arătat că adsorbția colorantului se reduce în prezența Cr(VI), iar Cu(II) și Ni(II) nu produc nici un efect. Tulpina de A. versicolor izolată poate fi un bioacumulator promițător pentru îndepărtarea ionilor metalelor grele și a coloranților reactivi din efluenții reziduali (Taștan și al., 2010). 4.4.6. Efectul altor coloranți Studiul biosorbției unui colorant sau a unor coloranți dintr-o soluție multicomponentă de coloranți care simulează efluenții textili industriali este important pentru proiectarea ulterioară a procedeelor de depoluare. În timp ce
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
bioacumulator promițător pentru îndepărtarea ionilor metalelor grele și a coloranților reactivi din efluenții reziduali (Taștan și al., 2010). 4.4.6. Efectul altor coloranți Studiul biosorbției unui colorant sau a unor coloranți dintr-o soluție multicomponentă de coloranți care simulează efluenții textili industriali este important pentru proiectarea ulterioară a procedeelor de depoluare. În timp ce există numeroase studii despre reținerea unei singure specii de colorant de către microorganisme, se cunoaște relativ puțin despre efectele combinate a doi sau mai mulți coloranți și despre îndepărtarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a fost aproape constantă (~ 80%), comparativ cu eficiența sorbției de 100% (Won și al., 2006). Operații statice repetate au fost realizate pentru a examina reutilizarea biomaselor de A. niger autoclavat și Spirogyra sp. în îndepărtarea colorantului reactiv Synazol dintr-un efluent textil multicomponent. După trei utilizări repetate, atât biomasa de fung cât și a algei posedă aproximativ aceeași viteză de biosorbție ca aceea obținută în primul ciclu (Khalaf, 2008). 4.5. Modelarea echilibrului biosorbției Pentru biosorbția unor coloranți textili s-au
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
față de tratamentele în condiții statice: se operează simplu prin intermediul unei coloane care conține sorbentul în pat fix; se atinge un randament mare; se poate trece ușor de la procedeul testat în laborator la scară industrială; rezultă cea mai bună calitate a efluentului. Din literatura de specialitate rezultă că există relativ puține studii cu privire la utilizarea biosorbenților microbiologici, în sistemul de operare continuu. Câțiva cercetători au constatat că biomasa de natură microbiologică este favorabilă pentru aplicațiile industriale, pe baza rezultatelor experimentelor statice. Numai investigații
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
se determină experimental în condițiile de operare ale coloanei, și anume concentrația colorantului trecut pe coloană și viteza de curgere. O curbă de străpungere se obține prin reprezentarea grafică a concentrației colorantului, în funcție de timpul de curgere (t) sau volumul de efluent (Vef) pentru o grosime dată de pat. Modul de exprimare a concentrației colorantului poate fi: - concentrația de colorant adsorbit (Cad); - concentrația de intrare a colorantului (C0); - concentrația de ieșire a colorantului (C); - concentrația normalizată, care se definește ca raportul concentrației
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
o grosime dată de pat. Modul de exprimare a concentrației colorantului poate fi: - concentrația de colorant adsorbit (Cad); - concentrația de intrare a colorantului (C0); - concentrația de ieșire a colorantului (C); - concentrația normalizată, care se definește ca raportul concentrației colorantului din efluent față de concentrația de intrare a colorantului (C/C0). Volumul de efluent (Vef) se calculează cu Ecuația (4.22): Veff = Q·ttotal (4.22) în care ttotal și Q sunt timpul total de curgere și respectiv viteza de curgere volumetrică. Cantitatea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
poate fi: - concentrația de colorant adsorbit (Cad); - concentrația de intrare a colorantului (C0); - concentrația de ieșire a colorantului (C); - concentrația normalizată, care se definește ca raportul concentrației colorantului din efluent față de concentrația de intrare a colorantului (C/C0). Volumul de efluent (Vef) se calculează cu Ecuația (4.22): Veff = Q·ttotal (4.22) în care ttotal și Q sunt timpul total de curgere și respectiv viteza de curgere volumetrică. Cantitatea totală de colorant adsorbit în coloană (qtotal) pentru o concentrație de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
adsorbit (qtotal) pe gram de biosorbent la sfârșitul biosorbției: (4.26) unde X este masa biosorbentului. Pentru proiectarea unui proces de adsorbție pe coloană este necesar a se prevedea profilul concentrație-timp (curba de străpungere) și capacitatea de adsorbție pentru un efluent în condițiile de operare specifice. Pentru biosorbția pe coloană a coloranților au fost aplicate cel mai des modelele Thomas și Yoon Nelson, ale căror principii au fost prezentate în subcapitolele 2.3.3.3. și. 2.3.3.5. În
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
într-o matrice de polisulfonă (PIC). Coloana a fost inițial împachetată cu 19,7 g (masă umedă)/4,4 g (masă uscată). Figura 4.93 ilustrează curba de străpungere obținută în decursul adsorbției colorantului. Străpungerea (1 mg L-1 în efluent) s-a produs numai după 58 ore de operare a coloanei. În general, patul de PIC se comportă destul de bine, rezultând o curbă de străpungere continuă care în final devine epuizată (49 mg L-1 în efluent), după aproximativ 144
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
L-1 în efluent) s-a produs numai după 58 ore de operare a coloanei. În general, patul de PIC se comportă destul de bine, rezultând o curbă de străpungere continuă care în final devine epuizată (49 mg L-1 în efluent), după aproximativ 144 ore de operare a coloanei. Zona de adsorbție (diferența între timpul de străpungere și epuizare) și panta curbei de străpungere au fost înregistrate la 86 h și respectiv 0,66 mg L-1 h-1. Reținerea în coloană
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
epuizat după 35 cicluri. Procesul de eluție a durat în medie 5,3 ore, comparativ cu 109 ore pentru procesele de sorbție, rezultând volume reduse de soluții de colorant foarte concentrate. De exemplu, în ciclul 1 după 15 minute, concentrația efluentului RB5 a fost 2734 mg L-1. Factorul de concentrare global pentru toate trei ciclurile a fost 10,4. Referitor la matricea de entrapare a C. glutamicum, polisulfona, cunoscută pentru stabilitatea sa în condiții extreme de aciditate și alcalinitate, s-
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sistem continuu pe coloană, pentru îndepărtarea colorantului (RBMR) din soluții apoase. Concluzii și perspective Procesele de adsorbție a coloranților cu sorbenți neconvenționali sunt considerate ca tehnologii promițătoare care implică transferul de fază al moleculelor de adsorbat pe adsorbent, rezultând un efluent incolor. Condițiile optime de adsorbție pot fi stabilite prin respectarea următoarelor obiective ale studiilor: - caracterizarea cineticii preechilibrului reținerii colorantului; - selectarea sorbentului celui mai eficient față de un anumit colorant; - examinarea termodinamicii adsorbției; - explorarea posibilității de reutilizare a adsorbentului pentru decolorarea unui
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
incolor. Condițiile optime de adsorbție pot fi stabilite prin respectarea următoarelor obiective ale studiilor: - caracterizarea cineticii preechilibrului reținerii colorantului; - selectarea sorbentului celui mai eficient față de un anumit colorant; - examinarea termodinamicii adsorbției; - explorarea posibilității de reutilizare a adsorbentului pentru decolorarea unui efluent care conține coloranți în scopul asigurării unui proces economic; - asigurarea aplicabilității adsorbentului selectat pentru decolorarea soluțiilor care conțin amestecuri de coloranți și a unor efluenți industriali care conțin coloranți textili. În modul acesta rezultatele obținute pot fi interpretate din punctul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]