Termodynamická a kinetická studie sorpce zinku a kadmia z vodného prostředí pomocí popela ze spalování biomasy

Zuzana Wrbková

Master's thesis

Thermodynamic and Kinetic Studies of Sorption of Zinc and Cadmium from Aqueous Medium Using Ash from Biomass Combustion

Anotácia:

Diplomová práce se zabývá termodynamickou a kinetickou studií sorpce kadmia a zinku z vodného prostředí pomocí ložového popela z biomasy rostlinného původu včetně provedení experimentu. Jako adsorbent byl používán ložový popel ze spalování rostlinné biomasy v tepelné elektrárně. K jeho popisu byly použity metody XRD, XRF, fyzisorpce, FTIR a SEM/EDX. Adsorpce zinku a kadmia byla testována ve vsádkovém režimu. Koncentrace modelových roztoků byla 100 mg l-1. V rámci studia kinetiky byl sledován vliv velikosti částic na účinnost adsorbentu a také hodnotu pH modelového roztoku v závislosti na době kontaktu adsorbentu a adsorbátu. Pro testování adsorbentu byly v rámci studia termodynamické rovnováhy používány Langmuirovy a Freundlichovy adsorpční izotermy. Pro popis získaných adsorpčních dat pro zinek nevyhovoval ani jeden z modelů. V případě kadmia bylo možné využít Langmuirovu adsorpční izotermu. Studovaný neupravený adsorbent není vhodný k odstraňování zinku, ale lze ho použít k dočišťování průmyslové odpadní vody.

Abstract:

The thesis deals with the thermodynamic and kinetic study of the sorption of cadmium and zinc from the aquatic environment by means of fly ash from plant biomass, including the experiment. Bearing ash from the combustion of plant biomass in a thermal power plant was used as adsorbent. XRD, XRF, physisorption, FTIR and SEM/EDX methods were used to characterize it. The adsorption of zinc and cadmium was tested in the adsorption mode. The concentration of the model solutions was 100 mg l-1. The effect of particle size on the adsorbent efficiency as well as the pH value of the model solution as a function of the contact time between the adsorbent and adsorbate was investigated as part of the kinetics study. Langmuir and Freundlich adsorption isotherms were used to test the adsorbent as part of the thermodynamic equilibrium study. Neither model was suitable for describing the adsorption data obtained for zinc. In the case of cadmium, the Langmuir adsorption isotherm could be used. The studied untreated adsorbent is not suitable for zinc removal, but it can be used for the treatment of industrial wastewater.

Kľúčové slová

rostlinná biomasa, ložový popel ze spalování biomasy, adsorpce, zinek, kadmium

Keywords

plant biomass, biomass fly ash, adsorption, zinc, cadmium

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 5. 2023
• Vedúci: Eva Pertile
• Oponent: Zuzana Kolářová

VSB – Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Master programme:
Technologie a hospodaření s vodou