Aerobní rozklad PVA po oxidaci Fentonovou reakcí

Bc. Zuzana GERYKOVÁ

Master's thesis

Aerobic degradation of PVA after oxidation by Fenton reaction

Abstract:

Cílem práce bylo předupravit PVA Fentonovou reakcí (FR) a tím urychlit následnou biolo-gickou degradaci aktivovaným kalem za aerobních podmínek. Degradace PVA byla prováděna nejprve FR za laboratorních podmínek (25 °C, denního světla, pH 2,5-3) se dvěma vzorky PVA s obchodním názvem Poval 205 a Poval 405, při různých koncentracích jejich vodných roztoků a to 200 mg.l-1, 500 mg.l-1, 1000 mg.l-1. Byly použity dva molární poměry PVA:H2O2:Fe2+ a to 1:10:1 a 1:10:0,5. Vzorky byly odebírány v intervalech 10, 20, 30, 40, 60, 120 minut a po 24 hodinách. Reakce byla ukončena úpravou na pH 9 použitím 1M-NaOH. Vzniklé sraženiny byly podle jejich formy odstraňovány zmražením, odstředěním či filtrací. Účinnost FR byla určována pomocí měření koncentrace celkového organického uhlíku (TOC). Během FR byl sledován oxidačně redukční potenciál (ORP) s cílem určit vhodné oxidačně redukční podmínky pro následnou biologickou degradaci. Produkty FR byly podrobeny aerobní biologické degradaci aktivovaným kalem z čistírny odpadních vod Malenovice. Bylo prokázáno, že produkty FR nebyly pro kal toxické a k jejich rozkladu dochází téměř okamžitě. Kombinací těchto dvou metod byl Poval 205 (500 mg.l-1) odstraněn z 97,23 % (PVA:H2O2:Fe2+ 1:10:1, doba FR 24 hodin) a z 96,58 % (PVA:H2O2:Fe2+ 1:10:1, doba FR 2 hodiny). Z výsledků je zřejmé, že kombinovaná metoda biologického rozkladu Povalu 205 po předúpravě FR je vhodnou alternativou k nakládání s odpadními vodami obsahujícími PVA.

Abstract:

The goal of this work was to treat PVA with Fenton Reaction (oxidative process with H2O2 and Fe2+) in order to speed up the following biodegradation using activated sludge in aerobic environment. Degradation of PVA was first done with Fenton Reaction in laboratory conditions (25 °C, day-light, pH 2,5-3). The samples of PVA (Poval 205 and Poval 405) were used in water solutions of different concentrations 200 mg.l-1, 500 mg.l-1, 1000 mg.l-1. Two molar ratios of PVA:H2O2:FeSO4.7H2O entered the reaction (1:10:1 and 1:10:0,5). The samples were evaluated in the following intervals 10, 20, 30, 40, 60,120 min and 24 hours. The reaction was stopped by rising the pH to 9 use of 1M-NaOH. Formed precipitate were according to their type removed by freezing, separation or filtration. The efekt of the Fenton reaction was determined by the concentration of Total Organic Carbon (TOC). The Oxide Reduction Potential (ORP) was measured during the Fenton Reaction in order to determine the best oxide reduction condition for the biodegradation process. The products from Fenton Reaction were exposed to the aerobic bio-degradation with acti-vated sludge from the municipal sewage plant. It was proved, that the products of Fenton Reaction were not toxic to the sludge and they were biodegraded almost immediately. Combination of these two process 97,23 % of Poval 205 (500 mg.l-1) was removed (after 24 hour Fenton Reaction and ratio of 1:10:1) and 96,58 % (was removed after 2 hour Fen-ton Reaction and using 1:10:1 ratio). The result clearly proves that a combined method of biodegradation of Poval 205, after treating it with Fenton Reaction, is an alternative soluti-on to treating PVA contaminated sewage waters.

Keywords

PVA, Fentonova reakce, aerobní rozklad PVA aktivovaným kalem

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2010

Identifier: 14664

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2010
• Supervisor: Ing. Marie Dvořáčková, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

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