Decomposition of Carcinogenic Hydrocarbons in an Integrated Oxidation – Sorption System

The aim of the study was to evaluate the removal of carcinogenic PAHs during integrated processes: catalytic oxidation and sorption. Technological research was conducted using biologically treated industrial wastewater (coke plant wastewater). Oxidation was carried out with dihydrogen peroxide. The adsorption process was carried out onto powdered activated carbon. TiO2 was added to the wastewater as a catalyst of oxidation reaction. The experiment was carried out for 24 hours. The concentration of PAHs at the begining, after 2 and after 24 hours of integrated processes was analyzed. The effectiveness of PAHs degradation was evaluated based on the the individual compounds concentration changes before and after process. Quantitative and qualitative determination of polycyclic aromatic hydrocarbons was conducted using gas chromatograph - mass spectrometer system. The experiments were conducted under constant pH as well as under constant temperature. The efficiency of oxidation of the analyzed hydrocarbons under oxidation conditions ranged from 27 to 55%. In the presence of the titanium catalyst the efficiency of PAHs degradation was enhanced to 38-72%. During the integrated process (catalytic oxidation and adsorption on activated carbon) the PAHs removal was in the range 67-86%. The results lead to the conclusion that simultaneous oxidation and adsorption can be successfully apply in the final treatment of industrial wastewater and results in the minimizing PAHs load discharged to the environment.

Celem badań było określenie efektywności degradacji rakotwórczych WWA w zintegrowanym procesie utleniania i sorpcji. Badania technologiczne prowadzono z wykorzystaniem biologicznie oczyszczonych ścieków koksowniczych. Utlenianie prowadzono z wykorzystaniem ditlenku diwodoru. Proces adsorpcji polegał na wprowadzeniu pylistego węgla aktywnego. Katalizatorem reakcji utleniania był ditlenek tytanu. Badania prowadzono przez 24 godz. Stężenia WWA oznaczano przed procesem oraz po 2 godz. i 24 godz. trwania procesu utleniania. Efektywność degradacji WWA wyliczono na podstawie zmian stężenia WWA przed i po procesie. Analizę jakościowo-ilościową WWA prowadzono z wykorzystaniem układu chromatografu gazowego i spektrometru masowego. Badania prowadzono przy stałym odczynie środowiska i stałej temperaturze. Efektywność degradacji analizowanych węglowodorów w warunkach utleniania była w zakresie od 27 do 55%. Obecność katalizatora tytanowego wspomagała utlenianie, co powodowało, że efektywność degradacji węglowodorów była w zakresie od 38 do 72%. W procesie zintegrowanym (utlenianie katalityczne w warunkach sorpcji) efektywność degradacji WWA była w granicach od 67 do 86%. Wyniki badań potwierdzają że proces utleniania i sorpcji może być skuteczny w doczyszczaniu ścieków przemysłowych i zapewniać ograniczenie ładunku WWA wprowadzanego do środowiska.