hrvatski

Uklanjanje Pb^2+ na prirodnom zeolitu - modeliranje procesa u koloni

Proučavana je ravnoteža i kinetika uklanjanje olova iz vodenih otopina na nepomičnom sloju prirodnog zeolita, uzastopnim ponavljanjem više radnih ciklusa i ciklusa regeneracije. Time se postiže višestruko iskorištenje iste mase zeolita, a dobiveni regenerat je znatno manjeg volumena u odnosu na volumen izvorne otopine, pa je i koncentracija olova u njemu višestruko veća. Iz tako dobivene koncentrirane otopine olovo se može ponovo vratiti u proces ili ukloniti klasičnim postupcima kemijskog taloženja, što je značajan doprinos primjeni prirodnih zeolita u području obrade otpadnih i zaštite prirodnih voda. Ispitivanje interakcija u sustavu zeolit-voda provedeno je praćenjem promjene pH vrijednosti i električne provodnosti, promjene koncentracije izmjenjivih kationa, te silicija i aluminija u otopini, čime se dobio uvid u složenost interakcija zeolit-voda počevši od procesa hidrolize pa do mogućih kidanja veza zeolitne strukture i otapanja. Postupak u koloni proveden je izotermno u staklenoj koloni na nepomičnom sloju zeolita. Ispitani su utjecaji veličine čestica zeolita i njegove predobrade, protoka i koncentracije otopine olova, te koncentracije sredstva za regeneraciju. Provedeno je osam radnih ciklusa i ciklusa regeneracije uz postizanje zadovoljavajućeg kapaciteta vezanja olova i regeneracije zeolita u svim ciklusima. Zbrajanjem kapaciteta u točki zasićenja tijekom osam radnih ciklusa izračunato je da je ukupno uklonjeno 0.850 g Pb po jednom gramu prirodnog zeolita. Najveća efikasnost ostvarena je na uzorku zeolita veličine čestica 0.6-0.8 mm, pri početnoj koncentraciji otopine od 212.5 mg Pb/l i protoku od 2 ml/min. Pri ovim uvjetima ostvarene su optimalne vrijednosti vremena kontakta, visine zone prijenosa tvari i brzine zasićenja zeolita do točke proboja. Utvrđeno je da se tijek radnog ciklusa i ciklusa regeneracije, uz praćenje koncentracije olova u efluentu, može vrlo uspješno pratiti i preko pH vrijednosti. To je vrlo značajno za praktičnu primjenu, jer se na jednostavan način može odrediti točka proboja i završetak procesa regeneracije. Radi usporedbe i ocjene prednosti postupka u koloni, dio je eksperimenata proveden i šaržnim postupkom. Ravnotežna količina vezanog olova šaržnim postupkom raste s porastom početne koncentracije, dok stupanj uklanjanja opada. Ravnotežna količina vezanog olova po gramu zeolita i stupanj uklanjanja postupkom u koloni ne pokazuju značajne promjene s promjenom radnih uvjeta. Također, vrijednosti izračunatih konstanta ravnotežnih izoterma dobivenih postupkom u koloni i šaržnim postupkom ukazuju na značajne razlike, pa se konstante određene šaržnim postupkom ne mogu primijeniti za opisivanje ravnoteže postupkom u koloni. Pri procesu prijenosa tvari postupkom u koloni glavni otpor prijenosu tvari čini difuzija unutar čestice, dok je utjecaj aksijalne disperzije otopine kroz sloj u koloni, te otpor prijenosu tvari difuzijom kroz film zanemariv. Međutim, sama izvedba postupka u koloni dovodi do toga da otpor prijenosu tvari kroz film u početnom vremenskom intervalu krivulje proboja utječe na ukupni prijenos tvari. Eksperimentalno dobivene krivulje proboja testirane su prema empirijskim kinetičkim modelima Bohart-Adamsa, Wolborske, Thomasa, Yoon-Nelsona i Clarka. Iz izračunatih parametara modela mogu se predvidjeti krivulje proboja i provesti modeliranje procesa vezanja olova na zeolitu u koloni.

postupak u koloni; olovo; prirodni zeolit; klinoptilolit; modeliranje

nije evidentirano