Zastosowanie zmodyfikowanego oznaczania liczby miligramowej do oceny węgli aktywnych

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

S e r i a : INŻYNIERIA SANITARNA z . 21 Nr k o l . 575

_________ 1 9 7 8

A n d rz e j GROSSMAN, Wacław KUSZNIK, San PĄPROWICZ

ZASTOSOWANIE ZMODYFIKOWANEGO OZNACZANIA LICZBY MILIGRAMOWEJ DO OCENY WĘGLI AKTYWNYCH

S t r e s z c z e n i e . P r z y o c z y s z c z a n iu n ie k t ó r y c h ściek ów przemysłowych c o ra z w ię k sze z a in te r e s o w a n ie budzę metody s o r p c y jn e z zastosow a­

niem w ę g li aktyw nych. D la praw idłow ego wyboru w ę g li p o trze b n a J e s t p r o s ta i je d n o zn acza metodyka oceny p r z y d a t n o ś c i ty cn sorbentów d la o k re ś lo n e g o typu z a n ie c z y s z c z e ń .

Sp o śród w ie lu metod oceny p r z y d a t n o ś c i w ę g li aktywnych do o c zy ­ s z c z a n ia ściek ów z a w ie ra ję c y c h dużę i l o ś ć w ie lk o czą ste czk o w y ch zwięz- ków o rg a n ic z n y c h n a j b a r d z ie j p rzy d a tn a wydaje s i ę l i c z b a m ilig ra m o ­ wa.

Ponieważ metody o z n a c za n ia l i c z b y m ilig ra m o w e j, proponowane przez różne normy, r ó ż n ię s i ę z n a c z n ie m iędzy so b ę , p o d ję to badania w ce­

lu u j e d n o lic e n ia sposobu o z n a c za n ia te go w s k a ź n ik a ,k t ó re m iędzy i n ­ nymi obejm ow ały:

- wybór n a j b a r d z ie j p rzy d atn e g o i pow szechnie dostępnego kolorym e- t r u ,

- w y czn aczen ie optym alne j d łu g o ś c i f a l i A do pomiarów kolorymetrycz­

nych,

- o k r e ś le n ie w łaściw ego s t ę ż e n ia w yjściow ego roztw oru rnelasu, - u s t a le n i e w ła ściw y ch warunków m ie s z a n ia ,

- w y zna czen ie o p tym alne j te m p e ra tu ry pom iaru,

- w y zna czen ie niezbędnego czasu pom iaru, w o p a r c iu o k in e ty k ę s o r p - c j i wybranych w ę g li aktyw nych.

S W o p a r c iu o ta k zmodyfikowanę metodykę o z n a c za n ia l i c z b y m ili g r a ­ mowej s k la s y fik o w a n o k i l k a w ę g li aktywnych.

P rz y d a tn o ś ć proponowanej metody s tw ie rd z o n o , porów nujęc otrzym a- nę k l a s y f i k a c j ę z wynikami prób te c h n o lo g ic z n y c h podczas oczyszczenia ściek ó w lig n in o s u lf o n o w y c h .

P r z y p o szuk iw an iu metod końcowego o c z y s z c z a n ia ścieków c o ra z w iększe z a in t e r e s o w a n ie ,r ó w n ie ż w P o ls p e , budzę metody s o r p c y jn e z zastosow aniem w ę g li aktyw nych. Metody te sę s z c z e g ó ln ie p rzy d a tn e po b io lo g ic z n y m o czy ­ s z c z a n iu n ie k t ó r y c h ściek ów przem ysłow ych, w k tó ry ch po b io d e g r a d a c ji wy­

s t ę p u ję w ie lk o cz ę s te c zk o w e z w ię z k i r e f r a k c y j n e , n ie u le g a ję c e b io d e g ra d a ­ c j i o ra z p rz y zamykaniu obiegów wodnych w z a k ła d a ch przem ysłow ych.

Aby w ęgle aktywne można b y ło pow szechnie sto so w a ć, p o trzeb n a j e s t p ro ­ s t a i jednoznaczna metodyka oceny ty ch sorbentów [l] . O r ie n t a c ję zarówno producentów Jak i użytkowników u tru d n ia brak w skaźników, na podstaw ie k t ó ­ rych można by, bez k o n ie c z n o ś c i każdorazowego wykonywania prób modelowych, p r z e w id z ie ć

p r z y d a t n o ś ć

w s k a z a ć ,

c h ł o n n o ś ć

przez

44 A. Grossman i lnni

w ę g ie l aktywny o k r e ś la s i ę z u p e łn ie in a c z e j w P o ls c e , NRF, USA czy F ra n ­ c j i , a stosowane w każdym z ty ch krajów w s k a ź n ik i sę w z a s a d z ie nieporów ­ nywalne [ 2 ] .

P rz y in te rp r e to w a n iu lic z b o w e j c h a r a k t e r y s t y k i w ła s n o ś c i s o rp cy jn y ch n a le ż y p a m ię ta ć, że n ie z a le ż n ie od metody stosow anej wg różnych norm i p rze p is ó w , obow ięzuję one t y lk o w o k re ś lo n y c h zak re sa ch s t ę ż e ń , zaś w i n ­ nych zak re sa ch mogę s i ę k s z ta łto w a ć z u p e łn ie od m ien n ie. Przykładem tego J e s t l i c z b a fen o lo w a, k tó rę wg P o le k ie J Normy [3] opracowano n ie w ę t p liw ie z myślę o od fen o lo w an iu węglem aktywnym ścieków o s t ę ż e n iu wyjściowym 5000 mg fe n o li/ d m 3 . podczas gdy in n e normy proponuję s t ę ż e n ie w yjścio w e 10, 1 , a nawet 0,1 mg/dm3 . ponadto znane sę normy prop on ujęce o z n a c ze n ie z d o l­

n o ś c i w c h ła n ia n ia c h lo r u , t a n in y , p a r a n it r o f e n o lu . Jodu o ra z z d o ln o ś c i od­

b a rw ia n ia b ł ę k i t u metylenowego i m elasu, p rzy czym na o g ó ł s t ę ż e n ie w yj­

ściow e i w arunki r e a l i z a c j i oznaczeń sę ró żn e .

P rz y braku m o ż liw o ś ci s tw o rze n ia ogólnego normatywu, trz e b a o g ra n ic z y ć s i ę do normowanie w ę g li aktywnych przezn aczonych d la kon kretn ych celów .Dla celów wodocięgowych n a j b a r d z ie j p rzy d a tn y wydaje s i ę w skaźnik FINAD [ 4 ] . Ma on p o s ta ć l i c z b y p ię c io c y f r o w e j , z k tó ry ch każda c y f r a (od 0 do 9) wska­

z u je w umownej s k a l i z d o ln o ś ć s o rp c y jn ę wobec je d n e j z p ię c i u s u b s t a n c j i:

fe n o lu F , Jodu 3 , in d o lu N, fenazonu A o ra z la u r y lo s u lf o n ia n u sodowego Ja ­ ko p r z e d s t a w ic ie la d eterge ntó w .

D la oceny z d o ln o ś c i sorbow anla rozp u szczon ych zwięzków o rg a n icz n y ch pro­

ponowane J e s t o z n a c ze n ie e k s tr a k tu chloroform ow ego. Natom iast d la o zn a cze ­ n ia z d o ln o ś c i sorbow ania dużych cz ę s te k o r g a n ic z n y c h , w tym p o lim e ró w ,k tó ­ re stan ow ię zw ykle z w ię z k i r e f r a k c y jn e , brak J e s t pow szechnie p r z y j ę t e j me­

to d y . S k ło n i ło to do p o d ję c ia prób zastosow ania do oceny z d o ln o ś c i s o rb o ­ wania ty ch zwięzków l i c z b y m ilig ra m o w e j, o k r e ś la ję c e j z d o ln o ś ć odbarw ia­

n ia melasu z a w ie ra ję ce g o znacznę i l o ś ć w ie lk o czę s te czk o w y ch zwięzków orga­

n ic z n y c h , w tym zwięzków karmelowych o in te nsyw n ej barw ie [

5

3

ra t u r ę a ta k ż e param etram i pom iaru, j a k : te m p e ra tu ra , o d c zy n , s t ę ż e n ie wyj­

ściow e m elasu, czas s o r p c j i czy w arunki m ie s z a n ia . K ró tk ę c h a ra k te ry s ty k ę k i lk u metod o z n a c za n ia l i c z b y m iligram ow ej p rze d s ta w ia ta b e la 1.

W p rze d s ta w io n e j s y t u a c j i celowym wydawało s i ę p o d ję c ie prób z m ie r z a ję - cych do u s t a le n ia j e d n o l i t e j , u za sa d n io n ej d o ś w ia d c z a ln ie m etodyki ozna­

cz a n ia l i c z b y m ilig ra m o w e j, spraw dzenie u s ta lo n e j m etodyki p rzy k l a s y f i k a ­ c j i k i lk u w ę g li o ra z w e r y f ik a c j i uzyskanej k l a s y f i k a c j i w badaniach mode­

lowych procesu o c z y s z c z a n ia p rzy u ż y ciu w ę g li aktywnych ścieków z a w ie r a ję - cych w ielk o czą ste czk o w e z a n ie c z y s z c z e n ia o rg a n ic z n e .

D la u je d n o lic e n ia m etodyki o z n a cza n ia l i c z b y m iligram ow ej n a le ż a ło wy­

konać c y k l p ró b , k tó ry m .in . obejmował:

- wybór n a j b a r d z ie j p rzydatne go i powszechnie dostęnnego k o lo rym etru ,

Tabela

1

Porównani* warunków oznaczania liczby alllgraaowej (L Mg) wadług różnych nor*

Oznaezania

wadlug noray Rodzaj noray

Cza*

aorpcjl

ain

Toapa- ratura

°C Od­

czyn

PH

Objętość roztworu aalaau

ca3 waga bada­

nego węgla

■fl Rodzaj alaaza-

nla Stęża­

nia aa­

laau

Obcięża- nia wę­

gla **- laaaa ag węgla1

Rodzaj koloryaetru poalarowago. Para-

aatry poalaru 8poaób podawania

wyników

Q08T*4453-48 Ugol oiwiatlia-

juazczip pdrlawlaenyj 5 80 - 100 500 , a tał* 50

Ojuboaka lub 8ztaae*ra grubość waratwy abaorbujęcaj 10-20 aa

zdolność adaorpcyjna węgle

(X)

C8N - 668420 Aktivni uhli odbarvovaci

•CARBORAFFIN-

10 80-62 - 100

•zuk*~

na okre-

aowa - -

Ojuboaka głębokość ueta- wlenla kluwaty 70-80 aa

liczba **- laaowa - tabela

OOP - Standart TGL - 14524

Aktivkohla tach-

niaeh g*pulv*rt 10 80 -

.

baz filtru liczba aala- aowa - wykraa

Zakladdw Chaalcz- nych PREMNITZ

NRO

Melaaaawertbeetl*- aung nach ainar lar Aktiykohlalabor da*

Chaa. Praanitz aua- jaarbaltaten Metho-

10 50 - 100 600 atała - -

koloryaatr Lan- gago.

kluwaty o pojaa- noścl 10 o*3

liczba aala- aowa - wzór

PN - 66/C-97351 Nbgla aktywna oabarwiajdoa

35 90-95 obo­

jętny 200 500 atała 35 14.0 koloryaatr KF-3 filtr żółty, ko­

loryaatr Lan- fiftr bezbarwny

liczba alll- graaowa (ag) - tabela

Matoda firay Norit

Oeana zdolności aorpcyjnych wę- gli aktywnych

30 90 7,0-

7.2 100 azuka-

na atała 30 -

koloryaatr- dłu­

gość fali - 430 ha, grubość war- atwy adaorbuję- caj 10 ^a

liczba aela- aowa - wzór U.S. Environaatal

Protaotion Agency Tachnology Tranay"

W s T

Proca* Oaaingn Manuał For Carbon Abaorption Malaa- aaa|Nuab*r :

30 aak

»0 zago­

towaniu wrzenia

-

koloryaatr- Flaha- ra; dług. fali ■ 425 a, grubość waratwy adaorbu- jęcaj 2,5 aa

liczba aela- aowa - wzór

Zastoeowanlezmodyfikowanego oznaczenia

46 A. Grossm an i i n n i

- w yznaczenie optym alnej d ł u g o ś c i f a l i do pomiarów k o l o r y m e t r y c z n y c h , - o k r e ś le n ie w łaściw ego s t ę ż e n ia w yjściow ego roztw oru m elasu,

- u s t a le n ie w łaściw ych warunków m ie s z a n ia , - w yznaczenie optym alnej tem peratu ry pom iaru,

- w yznaczenie niezbędnego czasu pom iaru, w o p a r c iu o k in e ty k ę s o r p c j i wy­

branych w ę g li aktyw nych.

Metody badań

Do badań z d o ln o ś c i od b a rw ia n ia melasu u ży to s u b s tr a t u po cho d zęceg o z Cu­

krow ni P rzew orsk, o n a s tę p u ją c e j c h a r a k t e r y s t y c e :

Bx = 81,6%, Ck =

54.2%

□o w yznaczenia optym alnych parametrów pomiaru l i c z b y m iligram ow ej uży­

to węgla wzorcowego o li c z b i» , m iligram ow ej L Mg równej 270, pochodzęcego z Zakładów E le k t r o d Węglowych w R a c ib o rz u .

W badaniach niezbędnego czasu s o r p c j i o ra z p rzy próbach spraw dzających u s ta lo n ą m etodykę, u ży to 30 w ę g li aktyw nych, w tym m . in . :

- węgle p y la s t e typu C a rb o p o l:

- o c h a r a k te r z e zasadowym Z - l , Z -2 , Z -3 , Z -4 , Z -5 , WS, M, - o c h a r a k te r z e kwaśnym H -3, H -4, N -3,

- o c h a r a k te r z e obojętnym 0 -3 ,

- węgle formowane ARZ, A , AMD, N,

- w ęgle firm y " N o r i t “ - p y la s t e W, W-52, - formowany ROW-08, - łamany PKST 1-3 aa.

□o o k r e ś le n ia efektów s o r p c j i stosowano pomiar a b s o r b a n c ji i tr a n s m it a - c j i [12, 13] s t o s u j ą c s p e k tro k o lo ry m e tr "S pekol" firm y C a r l Z e is s Cena o- ra z kiuw ety o g r u b o ś c i warstwy a b s o r p c y jn e j 10 mm. Pomiary in n ych w ie lk o ­ ś c i , Ja k : od czyn, tem peratura i g ę sto ść wykonywano powszechnie p r z y ję t y m i metodami. Do badań sporządzono zestaw la b o r a t o r y jn y , s k ła d a ją c y s i ę z ł a ź ­ n i wodnej 4-m iejscow eJ W-4, z płynną r e g u la c ją tem peratu ry o ra z m ie sza d e ł la b o r a t o r y jn y c h typu ML-2 o zm iennej i l o ś c i obrotów na m in utę.

P rz e b ie g i w y n ik i badań

b a d a n ia ro zp o cz ę to od u s t a le n ia wpływu początkowego s t ę ż e n ia melasu i d łu g o ś c i f a l i na w ie lk o ś ć a b s o rb a ln cji w roztw orze po s o r p c j i p rzy u ż y c iu wzorcowego węgla aktywnego. Zarówno w ę g ie l wzrocowy o l i c z b i e m ilig ra m o -

Zastos ow anie zm o d y fik o w a n e g o o z n a c z e n i a . .

wej równej 270 ja k i w s z y s tk ie in n e węgle p rzed pomiarem r o z c ie r a n o w moź­

d z ie r z u , przesiew ano p rz e z s i t o o oczkach 0,075 mm i suszono w tem peratu­

rze

110°c

500

200

W

Po dośw iadczalnym w yznaczeniu skorygowanych w ie lk o ś c i pom iaru, s t o s o ­ wano je n atych m ia st w kolejnym frag m en cie p ró b . Po s o r p c j i próby sączono t r z y k r o t n ie p rz e z tw ardy sęczek b ib u łow y i m ierzono a b s o rb a n c ję p rze s ą c zu . P ie rw szy etap prób przeprow adzono p rz y d łu g o ś c i f a l i ś w ia t ła równej 375*

380, 390, 400, 425, 450 i 480 mm o ra z g r u b o ś c i warstwy a b s o r b u ją c e j w k iu - w ecie równej 10 mm. S t ę ż e n ia początkowe roztw oru melasu b y ły zaw arte w gra­

n ic a c h od 10 do 40 g/dm3 . W yn ik i uzyskane w tym frag m en cie prób dem onstru­

j e r y s . 1. K o r z y s t a ją c z uzyskanych wyników można b y ło o k r e ś l i ć z a le ż n o ś ć w yjściow ego s t ę ż e n ia melasu i d łu g o ś c i f a l i , p rz y k t ó r e j n a le ż y dokonać po­

m ia ru , aby uzyskać wymaganą. p rze z P o ls k ą Normę a b s o rb a n c ję ( tra n s m ita n c ja równa 3 2 -3 3 ). Z a le ż n o ś ć tę d em onstruje r y s . 2 .

Oak wynika z rysunków 1 i 2 , w yjścio w e s t ę ż e n ie melasu n a le ż y ś c i ś l e pow iązać z warunkami pom iaru a b s o r b a n c ji, gdyż ze wzrostem d łu g o ś c i f a l i r o ś n ie wymagane początkowe s t ę ż e n ie m elasu. Je d n o c z e ś n ie z d j ę c ie s p e k t r o - fo to m e try cz n e roztw oru melasu o s t ę ż e n iu 10 g/dm3 , wykonane na s p e k t r o f o ­ tom etrze UNICAM SP 800, p rze d sta w io n e na r y s . 3 w yk a zało, że roztw ór po­

s ia d a maksimum a b s o r b a n c ji p rz y d łu g o ś c i f a l i A równej 373 nm, p rz y s t o ­ sowaniu kiuw ety z g ru b o ś c ią warstwy a b s o r p c y jn e j 10 mm.

P rz y u ż y c iu sp e fctro k o lo rym e tru " S p e k o l" , pom iar można wykonać poczyna­

ją c od d łu g o ś c i f a l i 370 nm, Jednak w m iarę s t a r z e n ia s i ę fo to k o m ó rk i d łu ­ gość ta przesuwa s i ę do 380 nm i w ię c e j . W t e j s y t u a c j i p r z y ję t o d łu g o ść f a l i 400 nm:;i odpow iadające j e j s t ę ż e n ie w yjściow e badanego melasu 21 g/dm, ja k o praw idłow e d la o z n a c ze n ia l i c z b y m ilig ra m o w e j.

N a s tę p n ie zwrócono uwagę na w yznaczen ie w ła ś ciw e j s z y b k o ś c i m ie s z a n ia . W b ad an iach zastosow ano p r ę d k o ś c i m ie sza n ia c ią g łe g o 20-40 obrotów/minutę

i 100 obrotów /m inutę, m ie s z a n ie okresowe o ra z k o n tr o ln e próby n ie m iesza­

ne. Jak w y k a zały w y n ik i p rze d staw io n e na r y s . 4 , p rzy p r o c e s ie s o r p c j i trw ającym d łu ż o j n iż 20 m in u t, r ó ż n ic e t r a n s m it a n c j i roztw oru po s o r p c j i są n ie z n a c z n e , a n ajw iększą tr a n s m it a n c ję uzyskano p rzy m ie sza n iu z p rę d ­ k o ś c ią 20-40 obrotów /m inutę. T a k ie w arunki m iesza n ia p r z y ję t o ja k o w ł a ś c i­

we d la o z n a c ze n ia l i c z b y m ilig ra m o w e j.

K o le jn y fragm ent p ra c y pośw ięcono u s t a le n iu w ła ś ciw e j te m p e ra tu ry po­

m ia ru . W badan iach zastosow ano t r z y te m p eratu ry 9 0 -9 5 °c, 80°C o ra z 50°C.

Jak w ykazały w y n ik i badań p rze d staw io n e na r y s . 5, k o rz y s tn a o k a z a ła s i ę tem peratura z a le c a n a p rz e z P o ls k ą Normę [ 3 ] , p r z e d z ia ł tem peratu r 90-95°C postanow iono zachować p rz y o zn a cza n iu l i c z b y m ilig ra m o w e j.

N astępne obserw acje m ia ły na c e lu w yznaczenie optym alnego odczynu ro z ­ tworu melasu podczas pom iaru. W próbach s tw ie rd z o n o , Jak dem onstruje to r y s . 6 , że w zak re > odczynu od 2 do 12 pH, ze wzrostem odczynu roś e

4 8 A . G rossm an 1 i n n i

4

<j

S t f i e n i e

uyjiaoue

w ie lk o ś ć a b s o r b a n c ji w ro ztw o rze po s o r p c j i na wzorcowym węglu aktywnym Ą - 375 mm

2 - 3 SO mm 3 - 390 mm 4 -4 0 0 mm 5-425 mm 4-450 mm 7-490mm

R y s. 2 . Z a l e ż n o ś ć

Zastosowanie zm odyfikowanego oznaczenia.. 49

R ys. 3 . A n a liz a widma roztw oru melosu na s p e k tro fo to m e tr z e typu "UNICAM"

S t ę ż e n ie n ela a u 10 g/dm3

Czat torpcjLf rmn

R ys. 4 . Z a le ż n o ś ć t r a n s m it a n c j l roztw oru melasu od czasu s o r p c j l d la r ó ż ­ nych warunków m iesza nia

ncja co Tranem/tancja.

50 Groeęinan i Inni

Czas sorfKjsf mn.

5.

Z a le ż n o ś ć

s e l a s u

na

Rys. 6. Zależność aosorbanc.Ji o d odczynu ru sz * » o ru eelaeu

Zastosowanie zmodyfikowanego oznaczenia.. 51

75 90 405

■ Czos so rp c j/, min.

R ys. 8 . Z a le ż n o ś ć t r a n s m it a n c j i roztw oru melasu od czasu 3 o r p c j i na węgla*

aktywnych: T S , ARZ, H -3, WS

• —

» — « w?g i« l z - z

-9— nuągtel Z-5

x— x uęgieŁ z-t

•— o u f j i U z-5

I

405

Czos sorpcj^ min ^,

R ys. 7 . Z a le ż n o ś ć t r a n s m it a n c j l roztw oru melasu od czasu s o r p c j i na węglach aktyw nych: Z - l , Z -2 , Z - 3 , Z -4 , Z-5

w . .1-... ;

• — o »ęguL TS m--- • Hfgiel HRZ A---**ęg,el H-$

a -—a uęgiel U 6

o

52 A. Grossman i inni

a b s o rb a n c ja roztw oru melasu po s o r p c j i . Dednak p rz y o d c z y n ie 9 pH i wyż­

szym n a s tę p u je ju ż w y trą c a n ie z a w ie s in z roztw oru m elasu, o b j a w ia ję c e s ię zw arstw ieniem p r ó b k i. Ponieważ melas wykazuje te n d e n cje do zakw aszania się, a przechowywać n a le ż y go w środow isku le k k o a lk a lic z n y m , za s łu s z n y uzna­

no proponowany p rze z P o ls k ę Normę [3] odczyn roztw oru melasu równy 7 pH.

Do is t o t n y c h parametrów pom iaru, k tó re n a le ż a ło s p r a w d z ić . n a le ż y czas s o r p c j i . W t e j c z ę ś c i prób u ży to s z e re g u w ę g li aktywnych; w y n ik i uzyskane d la procesu s o r p c j i trw a ją ceg o 5 do 90 minut dem onstrują częścio w o rysu n ­ k i 7, 8 i 9 . Uzyskane w y n ik i w sk azu ją, że praw ie w s z y s tk ie badane węgle po c z a s ie 30 minut w ykazują o k o ło 90% swej z d o ln o ś c i s o r p c y jn e j , zaś w ydłuże­

n ie czasu nawet do 90 m in u t, powoduje n ie z n a c zn y p r z y r o s t t r a n s m it a n c ji roztw oru melasu po s o r p c j i .

Czas, sorpcji f mm.

R ys.

9 .

a k ty w n y c h : A, AHD, N

P o s ł u g u j ą c s i ę s k o r y g o w a n ą m etodyką o z n a c z a n i a l i c z b y m i l i g r a m o w e j . d o ­ k o nano k l a s y f i k a c j i w ę g l i ' a k ty w n y c h s t o s o w a n y c h w b a d a n i a c h . W y n ik i u z y s ­ k a n e d l a c z ę ś c i w ę g l i d e m o n s t r u j e t a b e l a 2 . D la dwu w ę g l i a k ty w n y c h

i N wykonano b a d a n i a modelowe p r o c e s u s o r p c j i , w y z n a c z a j ą c i c h z d o l n o ś ć s o r - b o w a n ia z a n i e c z y s z c z e ń r e p r e z e n t o w a n y c h p r z e z Chem iczne Z a p o t r z e b o w a n i e T l e n u CZT. P o c z ą t k o w e s t ę ż e n i e ś c i e k ó w w a h a ł o s i ę w g r a n i c a c h 1690-1710 mg CZT/dm^. CJako m i e r n i k z d o l n o ś c i s o r p c y j n e j , w p r ó b a c h s t a t y c z n y c h , p r z y ­ j ę t o w i e l k o ś ć ł a d u n k u CZT z a s o r b o w a n e g o p r z e z 1 g w ę g la w w a r u n k a c h rów­

n o w a g i. Ś c i e k i p r z e d s o r p c j ę poddawano w stę pnem u p o d c z y s z c z e n i u różnymi me­

to d a m i . N i e z a l e ż n i e od s p o s o b u w s t ę p n e g o p o d c z y s z c z e n i a , ł a d u n e k z a s o r b o -

wany p r z e z w ę g i e l N b y ł z a w s z e w i ę k s z y od ł a d u n k u p o c h ł o n i ę t e g o p r z e z

Zastosowanie zmodyfikowanego oznaczenia... 53

w ę g ie l Z - 3 , co w skazuję w y n ik i z e sta w io n e w t a b e l i 3. W y n ik i prób modelo­

wych p o tw ie r d z a ję k l a s y f i k a c j ę w ę g li Z -3

i

lig ra m o w e j.

T a b e la 2

W a rto ś c i l i c z b y m iligram ow ej wyznaczone d la wybranych w ę g li aktywnych

K o le jn o ś ć

w k l a s y f i k a c j i Rodzaj w ęgla L ic z b a m iligram ow a (LMg), mg

1 AHD 90

2 N 110

3 R0W08 150

4 Z - l 150

5 H-3 160

6 Z—2 280

7 Z -3 490

8 Z -5 ■550

9 ARZ 800

T a b e la 3 Porów nanie z d o ln o ś c i s o r b c y jn e j w ę g li Z -3 i N

podczas s o r p c j i z a n ie c z y s z c z e ń ze ście k ów lig n in o - s u lfo n o w y c h w próbach s t a t y c z n y c h p rz y różn ych sposobach

w stępnego preparow ania ś c ie k ó w . S t ę ż e n ie ściek ó w surowych w yrażane Jsk o CZT równe 1690-1710 mg Og/dm2

Sposób wstępnego p re p a ro w a n ia, ro d z a j i dawki reagentów

W ęg ie l Z -3

W ę g i e l N ...

S t ę ż e n ie równowagi mg CZT/dm3

Ładunek zasorbowany mg CZT/gwa

S t ę ż e n ie równowagi mg CZT/dm3

Ładunek zasorbowany

m9 CZT/gwa

900 mg Ca0/dm3 890 58 280 182

900 mg Ca0/dm3 ,

2 ,4 mg R o k ry s o lu WF-2/dm3 930 35 420 138

900 mg CaO/dm3 ,

1 ,2 mg Gigtaru/dm 3 740 84 650 102

600 mg A lg / S O ^ / d m 3 540 88 265 143

500 mg A l 2/S04/ 3/dm3

4 mg R o k ry s o lu WF-i/dm3 610 88 320 118

54 A . Grossm an i i n n i

W nio ski

1. P rz y ozn a cza n iu l i c z b y m iligram ow ej k o rz y s ta n e sę n a s tę p u ją ca parame­

t r y :

- odczyn w yjścio w y roztw oru równy 7 ,0 pH, - tem peratura pomiaru w g r a n ic a c h 90-95°C , - czas s o r p c j i równy 30 m inut,

- prędkość obrotowa m iesza d e ł 20-40 obrotów /m inutę, - m ie sza n ie c i ę g ł a .

2 . S t ę ż e n ie w yjścio w e stosowanego w próbach badanych melasu winno wynosić 21 g/dm . D la in n ych melasów n a le ż y j e wyznaczyć p rzy u ż y c iu węgla wzor­

cowego t a k , aby w ie lk o ś ć t r a n s m it a n c ji po s o r p c j i w y n o s iła 32-33.

3 . Pomiar a b s o r b a n c ji ( t r a n s m it a n c j i) n a le ż y wykonywać p rz y u ż y c iu spektro- kolorym e tru SPEKOL, s t o s u j ą c d łu g o ść f a l i A równę 400 nm i grubość warstwy a b s o rp c y jn e j 10 mm.

4 . L ic z b a m iligram owa wyznaczona zgo d n ie z proponowanę metodykę może s ł u ­ żyć do o k r e ś le n ia p r z y d a t n o ś c i w ę g li aktywnych do sorbow ania w ie lk o ­ cząsteczkow ych z a n ie c z y s z c z e ń o rg a n icz n y ch ze ściek ów o dużym s t ę ż e n iu .

LITERATURA

[1] Groesman A . : P rzy d a tn o ś ć w ę g li aktywnych w p rocesach odnowy w ody,Ze­

s z y t y Naukowe P o l i t e c h n i k i K ra k o w s k ie j, 4 , 1975.

[2] Groesman A . , Pęprow icz 0 . : Uwagi o metodach o k r e ś la n ia p r z y d a t n o ś c i w ę g li aktywnych do o c z y s z c z a n ia wód i ś c ie k ó w " . M a t e r ia ły V K olo k ­ wium " A d so rp cja i a d s o r b e n ty " , L u b l in ie c 1975.

[3] PN-66/C-97551: Węgle aktywne o d b a rw ia ją c e , PKN, Warszawa 1966.

[4] Gom ella C . : C r i t e 're s de c h a ix d 'u n carbon a c t i f pour l e tr a itm e n t des eaux, TSM - L 'E a n , 65, 10,1970.

[5] P ęprow icz 0 . : Badania nad u je d n o lic e n ie m m etodyki o z n a cza n ia l i c z b y m iligram ow ej do oceny z d o ln o ś c i s o r p c y jn e j w ę g li.a k ty w n y ch - p raca dy­

plomowa m a g iste rsk a wykonana w I n s t . i n ż . O ch r. Ś ró d . P o l. ś l .

[6] G o sud arstw ien nyj o b s z c z ie s o ju z n y j s t a n d a r t , GOST 4 4 5 3 -4 8 ,"Y g o l o sw ie - t l j a j u s z c z i j d r ie w is s n y j " , WKSSM, SSSR, Moskwa 1949.

[7] CSN Norma 668420, A k t i v n i u h l i o d b a rv o v a ci - C a r b o r a f f in , V y d a v a te l- s t v i uradu pro n o r m a lis a c i, Praha 1955.

[8] DDR - S t a n d a r t , TGL-14324, A k t iv k o h le t e c h n is c h e g e p u lv e r t , v e r b in ­ d li c h 1964.

[9] M elassew ertbestimm ung nach e in e r im a k t iv k o h le la b o r des C h e m ie fa s e r­

w erkes, P re m nitz a u s g e a rb e ite tp n Methode .¡Premnitz 1974, [

10

[11] U .S . E n v iro n m e ta l P r o t e c t io n Agency T ech n olo gy T r a n s f e r P ro c e s de- s in g u manual f o r carbon a d s o r p t io n , M elases number, O cto b e r 1973.

[

1 2

wa 1968.

[

1 3

Z a s t o s o w a n l e z m o d y f i k o w a n e g o o z n a c z e n i a . ₅₅

irPHMEHEHHE MOflHMmHPQBAHHOro 0B03HAHEHHH

MHJUIHrPAMMHOr 0 3HAHEHHfl OUEHKH AKTHBHHX Y IU M

P e 3 » x e

B o a a o i x e H e x o io p u x npoHHBxeHHitx

B o afiy x A aB ica H H ra p e c u

co p S a a o B B ia MexoAaM o npaMeneHHeM axTHBHiix y r x e i i . J U s npaB ax& H oro BHCopa y r x e ii ip e S y e i* -

oik n p o c i a a h O A H oSH aaaa* M exoA axa o n e rn o t a p a r o a h p c ? h b t h x oopO eB ioB a m o n - p eA ex eH E o ro i a n a 3 a r p a 3 a e B H ii,

CpeAH MHOTEX M8T0A0B OU6HKK ItpHrOAKOCTE aXTKBHKX yrXeft AXH O'iHa.TKH CTOH- hhx boa, ooAepsanHX SoxLmoe aacxc MaoroMOxexyMpHHX opraaaaecxax ooeAHaeaHii Haadoxee nparoAHua xaxe.Tca mb

rpaMMHoe saaaeaae.

T ax x a x MeioAH odosH a'ieHHH M axxarpaaM H oro 3 HatieHHfl n p e A x ara e M u e p a 3 HUMii HopaaMH 3 H a u a ie « i.B o p a a x H a a B ic a A p y r o i A p y r a , n p a a a i u HCCxeAOBaaaa

u,exa yaa$H K auH a c n o c o d a o C o s H a a e a a a s i o r o y x a s a i e x t a , x o i o p a e , Me»Ay ap o aaM ,. bms maioi s

- BHCSop a a a d o x e e n p a ro A H o ro a oSmeAOCTynHoro x o x o p a is e i p a ,

- o d o s a a a e H a e onTHMajibHoS

K o x o p a M e T p a a ec x ax a 3 M e p e a a 2 , - onpeAexeHae CBofteiBeHHoK KOHiteHTpanaa aoxoAHoro p a c i B o p a M ex a cc jj, - onpeAexeaae npacymax ycxoBafi CMemaBaaaa,

- onpeAexeHae oniauaxaaoa leisnepaxypH aauepeaaa,

- onpeAexeaae aeodxoAHMoro BpeMeaa H3MepeaaH aa ocaoBe KaaeiaaecKoM copCnaa asOpaHHHx aKTHBHUx

H a oCHOBe T ax MOAH$HUHpoBaHHo 8 M eioAHxa odosH aaeH HH M axxarpaM M aono 3H aae- a a a S u x a npoBSASHa K x a c c a $ a x a u H a a e e x o x & x a x axxaBHHx y r x e 8 ,

n p a ro A H O o ia n p e A x a r a s u o r o «STOAa S u x a y o -i'a a o B x e a a n y tS H o p a s a e a a a H u o x y - aeHHofl K x ao o a$ H K aaaa o pe3y;u>TaiaH H l e x a o x o r a a e o x a x a c n H T a a a a

B p e aa o a a - CTKH XHrHHHOeyxbl|)OHHHX CTOHHHX BOA.

APPLICATION OF MODIFIED DETERMINATION OF MILIGRAM NUMBER

S u

m a r y

A a o n ^ m e th o d s f o r t r e a t m e n t o f so m e i n d u s t r i a l w a s t e w a t e r s t h e s o r p t i ­ v e m e th o d s u s i n g a c t i v e c a r b o n s h o w s an i n c r e a s i n g i n t e r e s t . F o r t h e p r o ­ p e r s e l e c t i o n o f c a r b o n s a s i m p l e a n d e x p l i c i t m e t h o d i s e o f u s a b i l i t y e v a ­ l u a t i o n o f t h e e a e s o r b e n t s f o r t h e d e f i n i t e t y p e o f iap u < i t i e s i s d e e d e d .

Among » a n y e v a l u a t i o n m e th o d s o f u s a b i l i t y o f a c t i v e c a r b o n s f o r t h e t r e a t m e n t o f w a s t e w a t e r s c o n t a i n i n g g r e a t e r a m o u n t s o f o r g a n i c compounds t h e s o o t u s e f u l se a m s t o b e t h e m i l i g r a r a n u m b e r .

As t h e m i l i g r a m number d e t e r m i n a t i o n m e t h o d s s u b m i t t e d by d i f f e r e n t

S t e n d a r t s d i f f e r c o n s i d e r a b l y f r o m . e a c h o t h e r , a s t u d y waa t a k e n up t o

u n i f y t r ie d e t e r m i n a t i o n m e th o d o f t h a t i n d i c a t o r j t h i s s t u d y , among o t h e r

t h i n g s , i n l u d s d :

56 A. Grossman i inni

- the c h o ic e of a most u s e f u l and commonly a v a la b le c o lo r im e t e r -

- t h e

m ents ;

- the d e te rm in a tio n o f the p ro p e r i n i t i a l c o n c e n t r a t io n o f m olasses s o ­ l u t i o n ;

- th e s e ttle m e n t o f p ro p e r m ixin g c o n d it io n s ;

- the d e te rm in a tio n o f optimum measurement te m p era tu re ;

- the d e te rm in a tio n o f the n e ce s s a ry measurement tim e on the base of the s o r p t io n k i n e t i c s o f s e le c t e d a c t iv e ca rb o n s.

C l a s s i f i c a t i o n o f s e v e r a l a c t iv e carbons was made u sin g the m o d ifie d roethodics o f m ilig ra m number d e te rm in a tio n .

The u s a b i l i t y o f the method proposed was s t a t e d by the com parison of t h e c l a s s i f i c a t i o n o b ta in e d in th e stu d y w ith the r e s u lt s o f t e c h n o lo g i­

c a l t e s t s r e c e iv e d d u rin g the treatm ent o f l i g n i n su lp h o n a re s w astew ate rs.