Χρήση φυσικά και χημικά κατεργασμένου χαρτιού εφημερίδας ως μέσου απομάκρυνσης ιόντων μολύβδου

Abstract

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η λειτουργία και η απόδοση του μηχανισμού απομάκρυνσης των ιόντων μολύβδου με χρήση μη απομελανωμένης φυσικά (ή μηχανικά) κατεργασμένης χαρτόμαζας από υδατικά διαλύματα και αστικά υγρά απόβλητα.

Διεξήχθησαν πειράματα καθορισμού των βέλτιστων συνθηκών σε υδατικά διαλύματα, όπου προέκυψαν το βέλτιστο pH στην τιμή 6, ο χρόνος ισορροπίας στις 2 ώρες καθώς και η αναλογία ποσότητας προσροφητικού μέσου ανά όγκο αρχικού διαλύματος μολύβδου σε 1g/100ml. Η εξέταση του φαινομένου της ισορροπίας του συστήματος προσρόφησης, πραγματοποιήθηκε μέσω της μεταβολής της αρχικής συγκέντρωσης μολύβδου.

Ποσότητα μηχανικά κατεργασμένης χαρτόμαζας υπέστη χημική κατεργασία με κιτρικό οξύ. Μελετήθηκε η επίδραση του pH, του χρόνου επαφής και της ποσότητας της χαρτόμαζας για τις χημικά κατεργασμένες χαρτόμαζες και στη συνέχεια διεξήχθη πείραμα προσδιορισμού των ισοθέρμων, κατά το οποίο η προσροφητική ικανότητα της χαρτόμαζας παρουσίασε μέγιστη αύξηση 49% και 103% για χημικά κατεργασμένη χαρτόμαζα με κιτρικό οξύ συγκέντρωσης 0,5Ν και 1Ν αντίστοιχα.

Τα πειραματικά δεδομένα που προέκυψαν και για τα τρία είδη χαρτόμαζας, προσαρμόστηκαν στα μοντέλα προσρόφησης Langmuir και Freundlich, εμφανίζοντας υψηλούς συντελεστές συσχέτισης και στις δύο περιπτώσεις.

Στην περίπτωση των αστικών υγρών αποβλήτων μελετήθηκαν η επίδραση κάθε παραμέτρου στο μηχανισμό της απομάκρυνσης των ιόντων του μολύβδου απʼ τη χαρτόμαζα. Ιδιαίτερη βαρύτητα δόυθηκε στην επίδραση του pH, όπου, σε εύρος 6 έως 9, το μερίδιο της προσρόφησης στον μηχανισμό της απομάκρυνσης ιόντων μολύβδου ήταν μηδενικό, καθώς όλη η ποσότητα απομακρυνόταν με καθίζηση. Η επίδραση του pH στον μηχανισμό απομάκρυνσης εξετάστηκε τόσο για διηθημένο όσο και αδιήθητο αρχικό διάλυμα μολύβδου. Η προσροφητική ικανότητα της χαρτόμαζας σε εύρος pH 3 έως 6 ήταν 20-50% υψηλότερη για το αδιήθητο αρχικό διάλυμα. Συνεπώς, τα αιωρούμενα στερεά ευνοούν την απομάκρυνση ιόντων μολύβδου. Για τα αστικά υγρά απόβλητα, τα πειραματικά δεδομένα των ισόθερμων προσρόφησης προσαρμόστηκαν καλύτερα στο μοντέλο προσρόφησης του Freundlich.

Μελετήθηκε η αναγέννηση της μηχανικά κατεργασμένης χαρτόμαζας και η ανάκτηση του μολύβδου με χρήση HCl, HNO3 και κιτρικό οξύ συγκέντρωσης 0,1Ν, σε δέκα διαδοχικούς κύκλους προσρόφησης- εκρόφησης, όπου διαπιστώθηκε μικρή μείωση στην προσροφητική ικανότητα.

The potential to remove lead ions from both aqueous solutions and wastewater effluents, using newspaper pulp was investigated in batch experiments. Optimal values for the influencing parameters of adsorption were selected. Experimental data were fitted in Langmuir and Freundlich equilibrium isotherm models. In the case of aqueous solutions, the correlation of the fit was very good for both models, contrary to wastewater, where Freundlich isotherm was better fitted. A method to enhance the metal ion absorption of modified with citric acid (0,5N and 1N) newspaper pulp, was also studied. The modification led to significantly higher adsorption capacities (up to 103%). The possibility of reusing the absorbent was investigated as well. HCl 0,1N was chosen, among other reagents, to regenerate the newspaper pulp and regain the lead ions from it. After ten adsorption - desorption regeneration cycles just a 16% and a 22% decline in the adsorption capacity of the newspaper was noted for HCl 0,1N and HNO3 0,1N respectively.