Ocena skuteczności adsorpcyjnego usuwania związków arsenu z roztworów wodnych na granulowanym wodorotlenku żelaza

Badano skuteczność adsorpcyjnego usuwania związków arsenu(III) i (V) z modelowych roztworów wodnych na granulowanym wodorotlenku żelaza (CFH-12). Badania zrealizowano w układzie porcjowym i przepływowym w skali laboratoryjnej. Maksymalna pojemność adsorpcyjna materiału CFH-12 względem As(III) i As(V), obliczona na postawie równania izotermy Langmuira, wynosiła odpowiednio 43,75 mg/g i 44,04 mg/g. Do opisu kinetyki adsorpcji anionowych form arsenu w badanym układzie wykorzystano równanie kinetyczne pseudo I i pseudo II rzędu. Zaobserwowano podobny przebieg kinetyki usuwania As(III) i As(V), polegający na szybkiej adsorpcji jonów w fazie początkowej, a następnie stopniowym spowolnieniu procesu. Badania zrealizowane w układzie przepływowym potwierdziły dużą wydajność i stabilność adsorbentu CFH-12 podczas usuwania związków arsenu. Ich stężenie w odpływie z kolumn adsorpcyjnych utrzymywało się poniżej wartości dopuszczalnej 10 µg/dm3 przez czas pracy kolumn odpowiadający wymianie 15 tys. objętości złoża. Z tego względu zastosowanie granulowanego wodorotlenku żelaza do adsorpcyjnego oczyszczania wód i ścieków z przemysłu wydobywczego zanieczyszczonych związkami arsenu można traktować jako skuteczne i niezawodne rozwiązanie.

Efficacy of arsenic(III) and (V) adsorptive removal from aqueous model solutions on the granular ferric hydroxide (CFH-12) was analyzed. Batch adsorption and fixed bed column experiments were performed on the laboratory scale. Maximum adsorption capacity of CFH-12 for As(III) and As(V) calculated by the Langmuir equation amounted to 43.75 mg/g and 44.04 mg/g, respectively. Pseudo-first and pseudo-second order equation was employed to description of adsorption kinetics of anionic arsenic species. A similar adsorption kinetics behavior of As(III) and As(V) was observed, relying on a quick ion adsorption in the initial phase, followed by a gradual process slowdown. The adsorption test results under dynamic conditions demonstrated high adsorbent efficacy and stability over a long period of time. The arsenic concentration in the effluent remained below the accepted threshold of 10 μg/dm3 during the column operation time corresponding to 15 thousand bed volumes. Hence, application of granular hydroxide to adsorptive treatment of arsenic contaminated water and wastewater from mine industry should be regarded as a robust and effective solution.