Degradace polyvinylalkoholu (PVA) Fentonovou reakcí

Ing. Dung TU KIM

Master's thesis

Degradation of polyvinyl alcohol PVA by Fenton reaction

Abstract:

Degradace PVA Fentonovou reakcí byla prováděna za laboratorních podmínek (25°C, pH 4 a denního světla). Cílem práce bylo testovat Fentonovu reakci a hledat optimální po-měr reaktantů pro odstranění PVA obsaženého v odpadních vodách. Experimenty byly založeny na různém plánování pokusů pro přidaná množství Fe2+ a H2O2 do roztoku PVA o koncentraci 200 mg/l při pH 4. Odebírané vzorky byly k zastavení reakce upraveny na pH 9 používáním NaOH 1M nebo redukčního činidla (roztoku 0,1M - Na3PO4, KI, Na2SO3). Po úpravě pH v reakčním roztoku vznikly sraženiny, které pak byly odstraněny odstředěním nebo filtrací. Průběh FR byl sledován stanovením koncentrace organického uhlíku (TOC) v kapalné fázi. Při poměru PVA : H2O2 : Fe2+ = 1 : 2,22 : 0,11 bylo odstraněno 50% TOC během 23 hodin, ale při vyšších koncentracích Fentonova činidla bylo odstraněno 45 {--} 50% TOC během 2 hodin. Dále byla testována schopnost anaerobního rozkladu vzniklých produktů po předběžné Fentonově oxidaci roztoku PVA. Proces anaerobního rozkladu tes-tovaných vzorků produkoval methan v menší míře než CO2. Tak lze předpokládat, že vzniklé produkty po FR by se lépe rozkládaly aerobně na tvorbu CO2 a H2O než anaerobně.

Abstract:

The degradation of polyvinyl alcohol (PVA) by Fenton reaction was studied in laboratory scale (25°C, pH 4 and daylight). The aim of this thesis was testing FR and finding out op-timal ratio of reactants to remove PVA in wastewater. Experiment was based on different added amounts of H2O2 and Fe 2+ to solution 200 mg/l PVA. Taken samples were added solution NaOH 1M or reduction agent (solution of 0,1M - Na3PO4, KI, Na2SO3) to pH 9. Then an insoluble phase was formed, which was removed by filtration or centrifuging. Fen-ton process was monitored by analyzing the total organic carbon concentration (TOC) in the solutions. Effect of pH, ratio of reactants, time of reaction on the rate of TOC removal was studied. As molar ratio PVA : H2O2 : Fe2+ was 1 : 2,22 : 0,11, 50% TOC could be re-moved during 23 h, but at higher concentration of Fenton reagent 45-50% TOC could be removed during 2 h. And then the ability of anaerobic degradation of Fenton{\crq}s oxidative products was tested. The anaerobic degradation process of tested samples produced less CH4 than CO2. So it can be assumed that products of solution PVA formed after FR would be degraded aerobically better than anaerobically.

Keywords

Polyvinyl alkohol (PVA), Fentonova reakce, peroxid vodíku, pokročilé oxidační procesy (AOP)

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2009

Accessible from:: 15. 5. 2009

Identifier: 10785

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2009
• Supervisor: Ing. Marie Dvořáčková, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Enviromental Protection Engineering