Využití biocharu k odstraňování vybraných kontaminantů z šedých vod

Bc. Gabriela Müllerová

Master's thesis

Biochar utilization for removing selected contaminants of grey waters

Abstract:

Tato diplomová práce se zaměřuje na sorpci anorganických a organických kontaminantů běžně se vyskytujících v šedých vodách na biouhel ze smrku a typhy (pyrolyzované při 350°C a 600°C). Pro experimenty byly vybrány kontaminanty bor, fosforečnany, dusičnany, amonné ionty, methylparaben, diklofenak, benzotriazol a tenzid dekan-1-sulfonan sodný. První teoretická část práce zahrnuje základní informace o šedých vodách, jejich složení, fyzikálně-chemické a biologické vlastnosti a způsoby čištění šedých vod. Dále je zde vysvětlen pojem biochar, popsány jsou technické způsoby výroby a jeho vlastnosti. Poslední kapitola teoretické části je věnována adsorpci, adsorpčním izotermám a využití biocharu jako adsorbentu k odstraňování kontaminantů z šedých vod. V druhé experimentální části byly pomocí kolonových a vsádkových testů pro každý biouhel a vybraný kontaminat zjišťovány ekvilibrační časy a prováděny adsorpční izotermické modely s cílem provést srovnání sorpční kapacity biouhlu. Dále byl těmito testy pozorován vliv pH na adsorpci amonných iontů a dusičnanů a vliv tenzidu dekan-1-sulfonanu sodného a teploty na adsorpční schopnost biocharu u kontaminantů benzotriazol, diklofenak a methylparaben. Výsledky ukázaly, že lepšími adsorbenty jsou biochary pyrolyzované při vyšších teplotách, avšak anorganické kontaminanty se lépe adsorbují na biochar z typhy a organické na biochar ze smrku.

Abstract:

This diploma thesis focuses on the sorption of inorganic and organic contaminants commonly found in gray waters on biochar from spruce and typha (pyrolyzed at 350°C and 600°C). For the experiments were selected contaminants boron, phosphates, nitrates, ammonium ions, methylparaben, diclofenac, benzotriazole and surfactant decane-1-sulfonic acid sodium salt. The first theoretical part of the work includes basic information about gray waters, their composition, physico-chemical and biological properties and methods of gray water treatment. Furthermore, isexplained the term biochar, the technical methods of production and its properties are described. The last chapter of the theoretical part is devoted to adsorption, adsorption isotherms and the use of biochar as an adsorbent to remove contaminants from gray waters. In the second experimental part, we used column and batch tests for each biochar and selected contaminants ensured equilibration times and performed adsorption isothermal models in order to compare the sorption capacity of biochar. Further, the observed effect of pH on the adsorption of ammonium ions and nitrates and the effect of surfactant decane-1-sulfonic acid sodium salt and temperature on the adsorption capacity of biochar in the contaminants benzotriazole, diclofenac and methylparaben were tested. The results showed that the better adsorbents are biochars pyrolyzed at higher temperatures, but the inorganic substances were better adsorbed on the type biochar and the organic on the spruce biochar.

Keywords

šedé vody, organické mikropolutanty, anorganické kontaminanty, adsorpce, biochar

Keywords

biochar, grey water, organic micropollutants, inorganic contaminants, adsorption

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 3. 2021

Thesis defence

• Supervisor: doc. Mgr. Lukáš Trakal, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Landscape Engineering / Water in the Landscape