Vol. 48 (2012), Issue 3, p. 102–110

Use of Clay Mineral to Reduce Ammonium from Wastewater. Effect of Various Parameters

Eturki S., Ayari F., Jedidi N., Ben Dhia H.

Abstract

УДК  661.183.23

 

This article investigates the potential of clay material (bentonite), having the following structure formula Ca0,014Na0,404K0,16(Si7, 65Al0,35)(Al2,910Fe0, 762Mg0,376)O22, as an ion exchange medium for ammonium removal from effluent and watercourse. Batch experiments were carried out indicating that bentonite is highly selective for the ammonium ion. Experimental data show that 94% of ammonium was removed from aqueous solution in comparison with its initial concentration, with an overall ion exchange capacity of ≈50 meq/100g medium: on average. Batch tests were performed under a range of conditions to assess the effect of contact time, solution pH, solution concentration and temperature on the performance and capacity of the media for this application. A detailed examination of the data shows that increasing solution concentration and increased contact time provide the best performance at an optimum pH between 6 and 8.  Adsorption capacity varied from 34 to  48 meq/100g with temperature increasing from 20 to 40°C, therefore ammonium removal was controlled essentially by an endothermic process based on chemisorption phenomena. The Langmuir and Freundlich models (isotherms) were applied to the data obtained from the batch studies. It seems that the second model fits well with the experimental data, since it exhibits more satisfactory correlation coefficient value (0.97 and 0.45, respectively).

 

Рассматриваются возможности глинистых минералов (на примере бентонита) со структурной формулой Ca0,014Na0,404K0,16(Si7, 65Al0,35)(Al2,910Fe0, 762Mg0,376)O22, в качестве ионообменной среды для очистки от аммиака водостоков. Была проведена серия экспериментов, которая выявила, что бентонит является высокоселективным сорбентом для ионов аммония. Данные экспериментов также показали, что 94% аммиака удаляется из водных растворов, по сравнению с его исходной концентрацией, при средней общей ионообменной способности среды ≈ 50 мгэкв/100 гр. Эксперименты проводились в различных условиях для определения влияния времени контакта, pH раствора, его концентрации и температуры на эффективность и пропускную способность среды для использования в указанных целях. Детальный анализ экспериментальных данных указывает на то, что повышение концентрации раствора и увеличение времени контакта обеспечивают наилучшую эффективность, при оптимальном pH от 6 до 8. Адсорбционная способность варьировала между 34 и 48 мгэкв/100 гр, при повышении температуры от 20 до 40°C, Таким образом, очистка от аммония контролировалась, по сути, эндотермическим процессом, основанным на химической адсорбции (хемосорбции). Изотермы Ленгмюра и Фрейндлиха применялись для данных всей серии экспериментов. По заключению авторов этой статьи, изотерма Фрейндлиха наиболее полно соответствует полученным данным, на что указывает на более удовлетворительное значение коэффициента корреляции: (0,97 и 0,45, соответственно).

 

Download full-text PDF. 1713 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.