«Proceedings of Gubkin University»

CELLULOSE-CONTAINING SORBENT FOR WASTEWATER TREATMENT FROM OIL AND COPPER IONS

UDC: 544.723+677.35
DOI: 10.33285/2073-9028-2021-2(303)-106-119

Authors:

¹ Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov, Belgorod, Russian Federation

Keywords: adsorption, oil, heavy metals, cellulose-containing sorbent

Annotation:

Wastewater containing oil, petroleum products and heavy metals is one of the main causes of environmental pollution. Sorbent materials derived from plant materials of different origin possess many valuable properties. Initial and thermally modified horse chestnut (Aésculus hippocastanum L.) leaf litter was chosen as the sorption material. According to the high values of treatment efficiency, 400 °C was chosen as the optimal firing temperature of the chestnut leaves. The obtained oil capacity of the sorbent was 12,3 g/g, saturation occurs 20 minutes after the beginning of the sorption interaction. An isotherm of Cu2+ ions adsorption by the calcined at 400 °C leaves was plotted, which was then processed using the models of Langmuir, Freundlich, BET, Dubinin-Radushkevich. The maximum sorption capacity of the material for Cu2+ ions was 0,320 mmol/g.

Bibliography:

1. Behnood Reza, Anvaripour Bagher, Fard Nematollah Jaafarzade Haghighi, Farasati Masoumeh. Application of Natural Sorbents in Crude Oil Adsorption//Iranian Journal of Oil & Gas Science and Technology. - 2013. - Vol. 2. - Iss. 4. - Р. 01-11.
2. Kuyukina Maria S., Krivoruchko Anastasiya V., Ivshina Irena B. Advanced Bioreactor Treatments of Hydrocarbon-Containing Wastewater//Applied Sciences. - 2020. - Vol. 10. - Iss. 3. - 831 (19 р.).
3. Aljuboury D.A.D.A., Palaniandy P., Abdul Aziz H.B., Feroz S. Treatment of petroleum wastewater by conventional and new technologies - A review//Global NEST Journal. - 2017. - Vol. 19. - Iss. 3. - Р. 439-452.
4. Varjani Sunita, Joshi Rutu, Srivastava Vijay Kumar, Ngo Huu Hao, Guo Wenshan. Treatment of wastewater from petroleum industry: current practices and perspectives//Environmental Science and Pollution Research. - 2020. - 27. - Р. 27172-27180.
5. Franco Camilo A., Martínez Maricelly, Benjumea Pedro, Patiño Edgar and Cortés Farid B. Water Remediation Based on Oil Adsorption Using Nanosilicates Functionalized with a Petroleum Vacuum Residue//Adsorption Science & Technology. - 2014. - Vol. 32. - No. 2&3. - Р. 197-207.
6. Wang S., Peng Y. Natural zeolites as effective adsorbents in water and wastewater treatment// The Chemical engineering journal. - 2010. - Vol. 156. - Iss. 1. - P. 11-24.
7. Schouten N., Ham L.G., Euverink G.-J. W., Haan A.B. Selection and evaluation of adsorbents for the removal of anionic surfactants from laundry rinsing water//Water Research. - 2007. - Vol. 41. - Iss. 18. - P. 4233-4241.
8. Свергузова С.В., Степанова С.В., Шайхиев И.Г. Очистка модельных стоков, содержащих ионы тяжелых металлов, шелухой пшеницы//Вестник БГТУ имени В.Г. Шухова. - 2014. - № 6. - С. 183-186.
9. Шайхиев И.Г., Тхоа Н.К.Т., Шайхиева К.И. Использование компонентов деревьев рода Acacia для удаления поллютантов из природных и сточных вод//Вестник технологического университета. - 2017. - Т. 20. - № 11. - С. 153-155.
10. Sapronova Zh.A., Svergusova S.V., Fomina E.V. Nanocomposite carbon-bearing sorption material//Advances in Engineering Research. - 2017. - Vol. 133. - P. 728-733.
11. Rotar Olga, Rotar Viktor, Iskrizhitsky Alexander, Sharipov Zinnur, Pimenova Alexandra. Adsorption of hydrocarbons using natural adsorbents of plant origin//Procedia Chemistry. - 2015. - Vol. 15. - Р. 231-236.
12. Jamaliah Idris, Gaius Debi Eyu, Zamani Ahmad, Christian Sunday Chukwuekezie. Oil Spills and Sustainable Cleanup Approach//Australian Journal of Basic and Applied Sciences. - 2013. - No. 7 (14). - P. 272-280.
13. Hoang Anh Tuan, Le Van Vang, Al-Tawaha Abdel Rahman M. Said, Nguyen Duong Nam, Al-Tawaha Abdel Razzaq M. Said, Noor Muhamad Mat, Pham Van Viet. An absorption capacity investigation of new absorbent based on polyurethane foams and rice straw for oil spill cleanup//Petroleum Science and Technology. - 2018. - Vol. 36. - Iss. 5. - Р. 361-370.
14. Zamparas Miltiadis, Tzivras Dimitrios, Dracopoulos Vassilios, Ioannides Theophilos. Application of Sorbents for Oil Spill Cleanup Focusing on Natural-Based Modified Materials: A Review// Molecules. - 2020. - Vol. 25. - Iss. 19. - 4522 (22 р).
15. Aliyu U.M., El-Nafaty U.A., Muhammad I.M. Oil removal from crude oil polluted water using banana peel as sorbent in a packed column//Journal of Natural Sciences Research. - 2015. - Vol. 5. - Iss. 2. - Р. 157-162.
16. Алексеева А.А. Применение листового опада в качестве основы сорбционного материала при ликвидации аварийных разливов нефти с поверхности воды: дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/А.А. Алексеева. - Казань, 2017. - 159 с.
17. Пугачева С.В. Адсорбенты на основе диатомита и бентонита Ростовской области для регенерации нефтяных масел: дисc. канд. техн. наук: 05.17.01/С.В. Пугачева. - Новочеркасск, 2002. - 125 с.
18. Пономарев В.В. Технология адсорбентов для очистки растительных масел на основе диатомита и бентонита Ростовской области: дисс. канд. техн. наук: 05.17.01/В.В. Пономарев. - Новочеркасск, 2011. - 146 с.
19. Харлямов Д.А. Очистка сточных и природных вод от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти магнитными композиционными сорбционными материалами на основе отходов древесного волокна: дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/Д.А. Харлямов. - Набережные Челны, 2018. - 143 с.
20. ПНД Ф 14.1:2:4.48-96. "Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов меди в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом свинца". - М., 1996. - 22 с.
21. Голубчиков М.А. Очистка сточных вод от нефтепродуктов модифицированными адсорбентами на основе карбонатного шлама: автореф. дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/М.А. Голубчиков. - Казань, 2015. - 16 с.
22. Санатуллова З.Т. Удаление масел с водной поверхности плазмомодифицированными отходами валяльно-войлочного производства: автореф. дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/З.Т. Санатуллова. - Казань, 2017. - 16 с.
23. Денисова Т.Р. Адсорбционная очистка водных объектов от нефти с использованием модифицированных отходов деревопереработки: дисс. канд. техн. наук.: 03.02.08/Т.Р. Денисова. - Казань, 2017. - 162 с.
24. Средства для ликвидации нефти в Москве. Терра экология. Инжиниринг [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://terra-ecology.ru.
25. Экосорб: научно-производственная фирма [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ecosorb.su.
26. Кащеева П.Б. Создание новых функциональных материалов для очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов: автореф. дисс. канд. хим. наук: 03.02.08/П.Б. Кащеева. - Москва, 2015. - 24 с.
27. Еремин И.С. Разработка сорбирующего материала на основе растительного сырья: дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/И.С. Еремин. - Москва, 2018. - 133 с.
28. Свергузова С.В., Сапронова Ж.А., Святченко А.В. О возможности применения листового опада каштанов для очистки водных систем от ионов меди//Инновационные пути решения актуальных проблем природопользования и защиты окружающей среды: сб. докл. Международная науч.-техн. конференция, Алушта, 4-8 июня, 2018 г. - Белгород, 2018. - Ч. II. - С. 212-216.
29. W. Sing K.S., Everett D.H., Haul R.A.W., Moscou L., Pierotti R.A., Rouquerol J., Siemieniewska T. Reporting physisorption data for gas/solid system//Pure and Applied Chemistry. - 1985. - Vol. 57. - No. 4. - Р. 603-619.
30. Сомин В.А. Экологически безопасное водопользование с применением технологических решений на основе новых сорбционных материалов (на примере Алтайского края): автореф. дисс. д-ра техн. наук: 25.00.27/В.А. Сомин. - Барнаул, 2015. - 40 с.
31. Foo K.Y., Hameed B.H. Insights into the modeling of adsorption isotherm systems//Chemical Engineering Journal. - 2010. - Vol. 156. - Iss. 1. - Р. 2-10.