Influence of newly synthesized imidazolium ionic liquids on activated sludge process

This study investigates the influence of four imidazolium ionic liquids (ILs) present in wastewater on the activated sludge process. In addition, experiments with inactivated sludge to assess the capacity of this sorbent to remove ILs from the wastewater were conducted. It occurred that the presence of ionic liquids in wastewater reduces biomass growth and size of the sludge flocs. The strongest effect has been found for IL 6 (1-hexyl-2H-3-methyl-4,5-dimethylimidazolium iodide) with the longest alkyl chain length. Also, the degree of ILs removal increases with the alkyl chain length and decreases with the increase of initial concentration of ILs in wastewater. IL 6 reaches the highest degree of ILs removal from wastewater but inhibits the biomass growth and growth of sludge flocs in a greater extent than other tested compounds. Moreover, it was confirmed that newly synthesized ionic liquids can be adsorbed onto inactivated sludge. IL 6 could be adsorbed in a higher degree than other ionic liquids. This adsorption was described by Langmuir isotherm, whereas adsorption of other ionic liquids was described by Freundlich isotherm.

Celem badań było określenie wpływu czterech imidazoliowych cieczy jonowych (CJ) na proces oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego. Ustalono, że obecność tych związków w ściekach wpływa negatywnie na przyrost biomasy oraz powoduje zmniejszanie wielkości kłaczków osadu czynnego. Najsilniejszy efekt zaobserwowano dla jodku 1-heksylo-2H-3-metylo-4,5-dimetyloimidazoliowego (CJ 6), posiadającego najdłuższy łańcuch alkilowy. Poza tym odnotowano zależność, że stopień usunięcia CJ wzrasta wraz z wydłużaniem się łańcucha alkilowego w podstawniku kationu oraz maleje wraz ze wzrostem początkowego stężenia cieczy jonowych w ściekach. Pomimo tego, że najwyższy stopień usunięcia CJ ze ścieków zaobserwowano dla CJ 6, to obecność tej cieczy jonowej w ściekach hamowała wzrost biomasy jak i wzrost kłaczków w największym stopniu. Dodatkowo przeprowadzono badania mające na celu zanalizowanie zdolności osadu jako sorbentu do usunięcia CJ ze ścieków. W toku prowadzonych badań wykazano, że nowo syntetyzowane ciecze jonowe mogą być adsorbowane na inaktywowanym osadzie czynnym. Ciecz jonowa CJ 6 uległa adsorpcji w wyższym stopniu niż pozostałe testowane związki. Adsorpcja ta została opisana izotermą Langmuira, natomiast adsorpcja pozostałych cieczy jonowych opisana została za pomocą izotermy Freundlicha.