Badania procesów elektroutleniania anodowego w zastosowaniu do oczyszczania odcieków ze składowisk odpadów komunalnych

Anna Dmochowska

Abstract

Celem pracy było zbadanie procesu pośredniego elektroutleniania anodowego zanieczyszczeń zawartych w odciekach, pochodzących ze składowiska odpadów komunalnych Łubna/kWarszawy. Szczegółowy zakres badań obejmował: 1. Badania jakościowe i ilościowe zanieczyszczeń znajdujących się w odciekach surowych. 2. Zbadanie efektywności elektroutleniania jonów amonowych i związków organicznych przy użyciu czterech anod: Pt/Ir, Ru/Sn, Ir/Ru, SPR.3. Wytypowanie najbardziej efektywnej anody w procesie pośredniego elektroutleniania jonów amonowych i związków organicznych. 4. Określenie wpływu gęstości prądu, stężenia utlenianych zanieczyszczeń oraz stężenia jonów chlorkowych na wydajność prądową. 5. Ustalenie optymalnych parametrów procesu. 6. Analizę chromatograficzną z detektorem MS związków znajdujących się w ekstrakcie odcieków surowych oraz ekstraktach odcieków po wytypowanych czasach elektrolizy.7. Matematyczny opis kinetyki procesu pośredniego elektroutleniania anodowego. 8. Porównanie wyników badań nad elektroutlenianiem zanieczyszczeń znajdujących się w odciekach ze składowisk odpadów komunalnych z wynikami badań innych autorów.W związku z niską efektywnością oczyszczania odcieków metodami biologicznymi istnieje konieczność poszukiwania nowych technologii, które pozwoliłyby obniżyć zawartość azotu amonowego i wartość ChZT, Postanowiono zbadać możliwości pośredniego elektroutleniania jako metody podczyszczania odcieków. Przy dużych stężeniach jonów chlorkowych jak to ma miejsce w przypadku odcieków, wykorzystywaną reakcją jest utlenianie zanieczyszczeń za pomocą chloru wydzielonego na anodzie. Ilość wydzielonego chloru zależy od początkowego stężenia jonów chlorkowych.2 Cl-- 2 e-\21922 Cl2 Cl \2192Cl2Cl2+ H2O \2192HCl + HClOHClO \2192H++ ClO-. W czasie prowadzenia elektrolizy dobrano parametry tak aby układ był najbardziej korzystny energetycznie. Program badawczy zakładał określenie: efektywności każdej z anod przy różnych gęstościach prądu, wpływu stężenia jonów chlorkowych oraz początkowych stężeń jonów amonowych a także zanieczyszczeń organicznych wyrażonych jako ChZT. Do badań użyto czterech anod: anodę tytanową z naniesionymi tlenkami Sn, Pd, Ru - SPR, anody tytanowe z naniesionymi tlenkami metali - Pt/Ir, Ru/Sn, Ir/Ru. Katoda zbudowana była ze stali nierdzewnej. Najbardziej efektywną w usuwaniu zanieczyszczeń była anoda SPR. Można jednak uznać, że efektywność pozostałych anod była zbliżona. Wszystkie anody mogą być stosowane w procesie elektrochemicznego oczyszczania odcieków. Całkowite usunięcie barwy odcieków, istotne zmniejszenie wartości ChZT oraz całkowite usunięcie amoniaku uzyskano w czasie 47 min, stosując anodę SPR, gęstość prądu 3 A/dm2. Całkowite usunięcie jonów amonowych powoduje, że w dalszym procesie oczyszczania odcieków może zostać wyeliminowany proces nitryfikacji i denitryfikacji.
Diploma typeDoctor of Philosophy
Author Anna Dmochowska (FEE)
Anna Dmochowska,,
- Faculty of Environmental Engineering
Title in PolishBadania procesów elektroutleniania anodowego w zastosowaniu do oczyszczania odcieków ze składowisk odpadów komunalnych
Languagepl polski
Certifying UnitFaculty of Environmental Engineering (FEE)
Defense Date09-02-2010
Supervisor Jeremi Naumczyk (FEE / DISEQR)
Jeremi Naumczyk,,
- Department of Informationa Science and Environment Quality Research

Pages170
Keywords in Polishodpady komunalne, składowiska odpadów, odcieki, elektroutlenianie
Abstract in PolishCelem pracy było zbadanie procesu pośredniego elektroutleniania anodowego zanieczyszczeń zawartych w odciekach, pochodzących ze składowiska odpadów komunalnych Łubna/kWarszawy. Szczegółowy zakres badań obejmował: 1. Badania jakościowe i ilościowe zanieczyszczeń znajdujących się w odciekach surowych. 2. Zbadanie efektywności elektroutleniania jonów amonowych i związków organicznych przy użyciu czterech anod: Pt/Ir, Ru/Sn, Ir/Ru, SPR.3. Wytypowanie najbardziej efektywnej anody w procesie pośredniego elektroutleniania jonów amonowych i związków organicznych. 4. Określenie wpływu gęstości prądu, stężenia utlenianych zanieczyszczeń oraz stężenia jonów chlorkowych na wydajność prądową. 5. Ustalenie optymalnych parametrów procesu. 6. Analizę chromatograficzną z detektorem MS związków znajdujących się w ekstrakcie odcieków surowych oraz ekstraktach odcieków po wytypowanych czasach elektrolizy.7. Matematyczny opis kinetyki procesu pośredniego elektroutleniania anodowego. 8. Porównanie wyników badań nad elektroutlenianiem zanieczyszczeń znajdujących się w odciekach ze składowisk odpadów komunalnych z wynikami badań innych autorów.W związku z niską efektywnością oczyszczania odcieków metodami biologicznymi istnieje konieczność poszukiwania nowych technologii, które pozwoliłyby obniżyć zawartość azotu amonowego i wartość ChZT, Postanowiono zbadać możliwości pośredniego elektroutleniania jako metody podczyszczania odcieków. Przy dużych stężeniach jonów chlorkowych jak to ma miejsce w przypadku odcieków, wykorzystywaną reakcją jest utlenianie zanieczyszczeń za pomocą chloru wydzielonego na anodzie. Ilość wydzielonego chloru zależy od początkowego stężenia jonów chlorkowych.2 Cl-- 2 e-\21922 Cl2 Cl \2192Cl2Cl2+ H2O \2192HCl + HClOHClO \2192H++ ClO-. W czasie prowadzenia elektrolizy dobrano parametry tak aby układ był najbardziej korzystny energetycznie. Program badawczy zakładał określenie: efektywności każdej z anod przy różnych gęstościach prądu, wpływu stężenia jonów chlorkowych oraz początkowych stężeń jonów amonowych a także zanieczyszczeń organicznych wyrażonych jako ChZT. Do badań użyto czterech anod: anodę tytanową z naniesionymi tlenkami Sn, Pd, Ru - SPR, anody tytanowe z naniesionymi tlenkami metali - Pt/Ir, Ru/Sn, Ir/Ru. Katoda zbudowana była ze stali nierdzewnej. Najbardziej efektywną w usuwaniu zanieczyszczeń była anoda SPR. Można jednak uznać, że efektywność pozostałych anod była zbliżona. Wszystkie anody mogą być stosowane w procesie elektrochemicznego oczyszczania odcieków. Całkowite usunięcie barwy odcieków, istotne zmniejszenie wartości ChZT oraz całkowite usunięcie amoniaku uzyskano w czasie 47 min, stosując anodę SPR, gęstość prądu 3 A/dm2. Całkowite usunięcie jonów amonowych powoduje, że w dalszym procesie oczyszczania odcieków może zostać wyeliminowany proces nitryfikacji i denitryfikacji.
Citation count*5 (2020-09-26)

Get link to the record

Back
Confirmation
Are you sure?