SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GEOTEHNIČKI FAKULTET
SANDRA LENČEK
PRIMJENA ADSORPCIJSKIH MATERIJALA U OBRADI
INDUSTRIJSKE OTPADNE VODE
DIPLOMSKI RAD
VARAŽDIN, 2012.
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GEOTEHNIČKI FAKULTET
DIPLOMSKI RAD
PRIMJENA ADSORPCIJSKIH MATERIJALA U OBRADI
INDUSTRIJSKE OTPADNE VODE
KANDIDAT: MENTOR:
SANDRA LENČEK
Doc. dr. sc.
DINKO VUJEVIĆ
VARAŽDIN, 2012.
PRIMJENA ADSORPCIJSKIH MATERIJALA U OBRADI INDUSTRIJSKE OTPADNE VODE
SANDRA LENČEK
KRATICE
BPK
5
biološka potrošnja kisika, mg/dm
3
DPV
otpadna voda iz procesa čišćenja dimnih plinova
G
Gibbsova energija, kJ/mol
H
entalpija, kJ/mol
IC
anorganski ugljik, mg/dm
3
KPK
kemijska potrošnja kisika, mg/dm
3
MV
otpadna voda iz procesa čišćenja mulja
NTU
nefelometrijska turbidimetrijska jedinica
S
entropija, kJ/mol×K
T
termodinamička temperatura, K
TC
ukupni ugljik, mg/dm
3
TOC
ukupni organski ugljik, mg/dm
3
UV
ultraljubičasto
PRIMJENA ADSORPCIJSKIH MATERIJALA U OBRADI INDUSTRIJSKE OTPADNE VODE
SANDRA LENČEK
SADRŽAJ
1.
UVOD............................................................................................... 1
2.
OPĆI DIO
......................................................................................... 2
2.1
INDUSTRIJSKE OTPADNE VODE........................................... 2
2.2
PREGLED METODA OBRADE OTPADNIH VODA .................. 4
2.2.1 BIOLOŠKI PROCESI............................................................. 4
2.2.2 FIZIKALNO-KEMIJSKI PROCESI ......................................... 5
2.2.2.1 REVERZNA OSMOZA ...................................................... 5
2.2.2.2 KOAGULACIJA/FLOKULACIJA........................................ 5
2.2.2.3 ADSORPCIJA ................................................................... 6
2.2.2.3.1
Čimbenici koji utječu na adsorpciju
............................ 7
2.2.2.3.1.1 Površina i struktura pora adsorbensa .................. 7
2.2.2.3.1.2
Veličina čestica adsorbensa
................................ 7
2.2.2.3.1.3 Kemija površine adsorbensa................................ 8
2.2.2.3.1.4 Karakteristike adsorbata ...................................... 8
2.2.2.3.1.5 Utjecaj H
3
O
+
......................................................... 8
2.2.2.3.1.6 Utjecaj stranih iona .............................................. 8
2.2.2.3.1.7 Utjecaj temperature.............................................. 8
2.2.2.3.2Aktivni ugljen ............................................................... 9
2.2.2.3.3Alternativni adsorbens............................................... 10
2.2.2.3.3.1
Ovčja vuna
......................................................... 10
2.2.2.3.3.2 Pertinaks............................................................ 10
2.2.3 KEMIJSKI PROCESI OBRADE OTPADNE VODE.............. 11
2.2.3.1 KEMIJSKO OBARANJE.................................................. 11
2.2.3.2 IONSKA IZMJENA .......................................................... 11
2.2.3.3 OKSIDACIJA I REDUKCIJA............................................ 12
2.2.3.4
UV ZRAČENJE
............................................................... 12
3.
EKSPERIMENTALNI DIO .............................................................. 14
3.1
SVRHA RADA......................................................................... 14
3.2
KEMIKALIJE I INSTRUMENTI ................................................ 15
3.2.1 KEMIKALIJE........................................................................ 15
PRIMJENA ADSORPCIJSKIH MATERIJALA U OBRADI INDUSTRIJSKE OTPADNE VODE
SANDRA LENČEK
1
1. UVOD
Razvoj industrije i povećanje svjetske populacije
rezultira ispuštanjem
različitih onečišćujućih tvari u prirodne ekosustave.
Industrijske otpadne vode
predstavljaju značajan ekološki problem zbog sad
ržaja teško razgradivih i
toksičnih organskih spojeva kao i teških metala čija je prisutnost u okolišu
nepoželjna te se kao takve ne mogu ispustiti u okoliš bez prethodne
odgovarajuće obrade.
Konvencionalni postupci za uklanjanje organskih spojeva i teških metala
iz otpadne vode
uključuju mnoge
procese kao što su kemijsko obaranje ili
precipitacija, ionska izmjena, adsorpcija, koagulacija/flokulacija… Ovi procesi
imaju značajne
nedostatke, kao na primjer, niski stupanj uklanjanja
onečišćivala
, velika potrošnja energije te proizvodnja
toksičn
og mulja koji
zahtijeva daljnju obradu. Tijekom posljednjih nekoliko godina, brojni pristupi su
studira
ni u svrhu razvoja jeftinijih i učinkovitijih tehnologija
kojima
će
se smanjiti
količin
a proizvedene otpadne vode te poboljšati kvaliteta
obrađene otpadne
vode.
Utvrđeno je da je
proces adsorpcije kao jedan od alternativnih tretmana,
superioran ostalim metodama pročišćavanja industrijskih otpadnih voda u
pogledu jednostavnosti i fleksibilnosti dizajna, visokog stupnja pr
očišćavanja te
niske cijene [1]
. Najučinkovitiji adsorbens u pročišćavanju industrijskih otpadnih
voda je aktivni ugljen. Također se koriste zeoliti, različiti sintetički polimeri, a u
posljednje vrijeme mnogobrojna istraživanja provedena su u svrhu pronalaska
jeftinih alternativnih materijala, kao potencijalnih adsorbensa. Otpadni materijali
iz poljoprivrede [2] te industrijski otpadni materijali primjer su jeftinih
potencijalnih adsorbensa za uklanjanje teških metala i organskih tvari [3].
