The effects of sizes and types on phosphorus adsorption capacity and desorption characteristics of recycling materials

Nguyen Thi Ngoc Hanh * and Ngo Thuy Diem Trang

* Corresponding authorNguyen Thi Ngoc Hanh

Article Sidebar

Full Text: PDF

Received: 11 Oct 2012
Accepted: 19 Jun 2013
Published: 24 Jul 2013
Title: The effects of sizes and types on phosphorus adsorption capacity and desorption characteristics of recycling materials
Views
157
Downloads
85
How to Cite
Hanh, N. T. N., & Trang, N. T. D. (2013). The effects of sizes and types on phosphorus adsorption capacity and desorption characteristics of recycling materials. CTU Journal of Science, (26), 10-16. Retrieved from https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/75
Issue
No. 26 (2013)
Section
Engineering Technology

Abstract

The objectives in this work were to investigate the effects of materials sizes and types on phosphorus adsorption capacity and desorption characteristics of recycling pottery, brick, and honeycomb coal ash. Process of phosphorus adsorption was conducted in the laboratory condition for 24 h and then desorption process was carried out step-by-step (2 times 1 M NH4Cl, 0.1 N NaOH, 0.5 N HCl) in order to determine desorption characteristics. Three sizes of materials used in this study were 0.11?2.0; 2.02?5.0; d3>5.0 mm. The results showed that the smallest size had the highest P-adsorption capacity with the absorbed amount of P in honeycomb coal ash (0.037 mgPO4-P/g) was higher than in pottery (0.022 mgPO4-P/g). However, there was P released into solution from brick material leading to increasing final PO4-P concentration. In addition, the highest desorbed amount of P recovered in solution as used catalyst 0.1N NaOH as compared with other catalytic agents. This indicates that the principle P-adsorption mechanism of these materials is characterized by Al and Fe contents.
Keywords: Pottery, brick, honeycomb coal ash, adsorption, desorption, eutrophication

Tóm tắt

Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng kích cỡ và loại vật liệu lên khả năng hấp phụ và bản chất giải hấp phụ lân của 3 loại vật liệu gốm, gạch và than tổ ong sau sử dụng. Quá trình hấp phụ lân được tiến hành sau 24 h ở nhiệt độ phòng và sau đó tiến hành giải hấp phụ qua nhiều bước (2 lần NH4Cl 1 M; NaOH 0,1 N; HCl 0,5 N) để xác định bản chất của quá trình giải hấp phụ. Ba kích cỡ vật liệu sử dụng trong nghiên cứu bao gồm 0,11?2,0; 2,02?5,0; d3>5,0 mm. Kết quả cho thấy kích cỡ nhỏ nhất có khả năng hấp phụ lân cao nhất, trong đó lượng lân được giữ lại ở than (0,037 mgPO4-P/g) nhiều hơn gốm (0,022 mgPO4-P/g). Tuy nhiên, ở gạch lại xảy ra hiện tượng phóng thích lân vào dung dịch làm tăng nồng độ sau cùng của PO4-P. Ngoài ra, lượng lân thu hồi cao nhất khi sử dụng NaOH 0,1 N so với các chất xúc tác khác. Điều đó cho thấy cơ chế hấp phụ lân chính của các loại vật liệu là do thành phần Al, Fe chứa trong vật liệu.
Từ khóa: Gốm, gạch, than tổ ong sau sử dụng, hấp phụ, giải hấp phụ, phú dưỡng

Article Details

References

American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), Water Control Federation (WCF), 1998. Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th ed. Washington D.C., USA.

Arnold, H., M. Hieltjes and Lambertus Lijklema, 1980. Fractionation of inorganic phosphates in calcareous sediment. J. Environ. Qual., 9:405–407.

Cabanas, V.C., 2009. Recycling filter substrates used for phosphorus removal from wastewater as soil amendments. PhD Thesis, Stockholm.

Lee, S.I., Weon, S.Y., Lee, C.W. and Koopman, B., 2003. Removal of nitrogen and phosphate from wastewater by addition of bittern. Chemosphere, 51:265–271.

Lê Anh Kha và Masayuki Seto, 2003. Sử dụng hạt đất nung và khối bê tông để loại bỏ lân và đạm trong nước thải”. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ: 224-231.

Metcalf, Eddy, Inc., 2003. Wastewater Engineering treatment and reuse. 4th Edition, McGraw-Hill publication, New York, USA.

Nair, P.S., T.J. Logan, A.N. Sharpley, L.E. Sommers, M.A. Tabatabai, and T.L. Yuan, 1984. Interlaboratory comparison of a standardized phosphorus adsorption procedure. J. Environ., 13:591–595.

Prochaska, C.A., A.I. Zouboulis, 2006. Removal of phosphate by pilot vertical-flow constructed wetlands using a mixture of sand and dolomite as substrate. Ecological Engineering, 26:293–303.

Rodrigues, L. A. and Maria Lúcia Caetano Pinto da Silva, 2010. Adsorption kinetic, thermodynamic and desorption studies of phosphate onto hydrous niobium oxide prepared by reverse microemulsion method. Springer Science + Business Media, Adsorption, 16:173–181.

Seo, D. C., J.S. Cho, H.J. Lee and J.S. Heo, 2005. Phosphorus retention capacity of filter media for estimating the longevity of constructed wetland. Water Research, 39:2445–2457.

Trần Đức Hạ, 2002. Xử lý nước thải sinh hoạt qui mô nhỏ và vừa. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Hà Nội.

Wang, Y., Han, T., Xu Bao G. and Tan Z., 2005. Optimization of phosphorus removal from secondary effluent using simplex method in Tianjin, China. Journal of Hazardous Matererials, 21:183–186.

Vohla, C., M. Kõiv, H.J. Bavor, F. Chazarenc, U. Mander, 2011. Filter materials foe phosphorus removal from wastewater in treatment wetlands. Ecological Engineering, 37:70-89.

Yeoman, S., Stephenson, T., Lester, J.N. and Perry, R., 1988. The removal of phosphorus during wastewater treatment: a review. Environment Pollution, 49:183–233.