Arzén(III) eltávolítása vizes oldatokból nyers és cink-tartalmú fenyőtoboz bioszénnel

Adatszolgáltató

Szervezet/Adatszolgáltató neve 
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve 
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória

Elérhetőség

Telefon/fax 
+36-1-4632347
Technológia fő adatlapja
Technológia neve 
Arzén(III) eltávolítása vizes oldatokból nyers és cink-tartalmú fenyőtoboz bioszénnel
Technológia angol neve 
Arsenic(III) removal from aqueous solution by raw and zinc-loaded pine cone biochar
Kifejlesztés országa 
Korea
A fejlesztés fázisa  
közvetlenül demonstráció előtt

A fejlesztés finanszírozása

Fejlesztés kezdete 
2012
Alkalmazási kör
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • arzén (III)/arzenit
Egyéb szennyezőanyag 
Cu(II), Pb(II), Cd(II), Cr(IV), foszfátok, textil festékek, fenol, dodecil-nátrium-szulfát

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
As(III) koncentráció nyers fenyőtoboz bioszénen, pH:2-4, 25 C fok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
μg/L
Jellemző kezdeti érték 
100
Jellemző végérték 
43
Szennyezőanyagcsoport, amire alkalmazható|Konkrét szennyezőanyag 
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • arzén (III)/arzenit
Egyéb szennyezőanyag 
Cu(II), Pb(II), Cd(II), Cr(IV), foszfátok, textil festékek, fenol, dodecil-nátrium-szulfát

Csökkentendő környezeti kockázat jellemzése

A környezeti kockázatot jellemző mérőszám 
As(III) koncentráció Zn-el kezelt fenyőtoboz bioszénen, pH:2-4, 25 C fok
A környezeti kockázatot jellemző mérőszám mértékegysége 
μg/L
Jellemző kezdeti érték 
100
Jellemző végérték 
30
Technológiára vonatkozó információ
Környezeti elem/fázis, amelyre a módszer alkalmazható 
Felszín alatti víz
Felszíni víz
Technológia típusa 
Egyszerű
Technológia alapja 
Fizikai-kémiai
A technológia általános ismertetése 

A talajremediációs technológia során bioszén kerül alkalmazásra, amelyet széles körben felhasználható a talaj fizikai-kémiai és biológiai tulajdonságainak javítására. A bioszenet fenyőtoboz pirolízisével állítják elő.
A keletkezett anyag nagy fajlagos felületű, pórusos szerkezetű, ennek köszönhetően adszorbeálja (immobilizálja) a vízben lévő szennyező anyagokat, ezáltal a kezelt víz arzéntartalma jelentősen csökkenthető.

A forrás laboratóriumi kísérletet ír le. A bioszenet szárított fenyőtoboz 1,8 mm szemcseátmérőjű őrleményéből készítették pirolízissel (500 °C). A cinkkel kezelt bioszén előállításához 10 g PC bioszenet kevertek össze 100 mL Zn(NO3)2*6H2O prekurzor oldattal és 25 °C-on, 12 órán keresztül kevertették.
Az oldatok pH értékét 0,1 M standard HCl/NaOH oldattal állították be.
Vizsgálták a nyers és a Zn(NO3)2-vel kezelt PC bioszén fizikai-kémiai tulajdonságait, valamint az adszorpciós kapacitásait (pH 2-12, 10 g/L adszorbens és 100 μg/L adszorbeátum koncentráció, 25 °C) adszorpciós izotermákkal, kinetikai modellekkel és termodinamikai vizsgálatokkal. Az alábbi mérési módszereket alkalmazták: elemanalízis, felületanalízis, termogravimetriás (TG) analízis, Fourier transzformációs infravörös spektoszkópia (FTIR) és pásztázó elektron mikroszkóp (SEM).

A technológia újdonsága 

Zn-tartalmú fenyőtoboz bioszén fizikai-kémiai, valamint adszorpciós kapacitását összehasonlítva a nyers fenyőtoboz bioszén adszorpciós kapacitásával, a kezelt bioszén hatékonyabb a nyers bioszénnél.

Technológia besorolása
Remediációs technológia fajtája 
  • fizikai-kémiai
Egyéb remediációs technológia 
adszorpció
Remediációs technológia a szennyezőanyag szempontjából 
Immobilizáció
Remediációs technológia a kivitelezés szerint 
in situ
Technológia-monitoring
Technológiai paraméterek 
Mozgatott vízmennyiség
Szennyezőanyag mennyisége
Hőmérséklet
pH
Fajlagos felület
Környezetmonitoring helye 
Felszín alatti víz
Felszíni víz
Technológia költségei
Beruházási költség 
1.000.000 - 2.000.000 HUF
Fajlagos müködtetési költség 
5 000 - 10 000 HUF
Fajlagos energia költség 
2 000 - 5 000 HUF
Fajlagos anyagköltség 
0 - 500 HUF
Fajlagos munkaerőköltség 
5 000 - 10 000 HUF
Költségszámítással kapcsolatos megjegyzések 

Az adatok becsült értékek, a technológiát kísérletileg alkalmazták, laboratóriumi körülmények között.

SWOT (értékelés osztályzattal)
Költség 
3-közepes
Időigény 
4-kicsi
Helyigény 
0-nem releváns
Munkaigény 
3-közepes
Felszerelés, műszerigény 
3-közepes
Szakember-igény 
3-közepes
Környezeti és munkahelyi kockázatok 
4-kicsi
Célérték teljesítésének képessége 
4-nagy
Környezethatékonyság 
4-nagy
Költséghatékonyság 
4-jó
Hasznosítható melléktermék keletkezése 
nem
Ártalmatlanítást igénylő melléktermék keletkezése 
igen
Automatizálhatóság / távvezérelhetőség 
nem
Alkalmazhatóság 
4-jó
Elérhetőség 
3-közepes
Ismertség 
1-rossz
SWOT (szöveges értékelés)
Erősségek 

A nyers és kezelt fenyőtoboz bioszén adszorbensként való alkalmazása olcsó és hatékony technológia az As(III) eltávolítására a felszíni és felszín alatti vizekből. Hulladékot használ fel pirolízis után remediációra.

Gyengeségek 

pH függő az adszorbeáló képesség, a technológia csak pH 2-4 között hatékony.

Lehetőségek 

Széles körű terjesztés.

Veszélyek 

A bioszén PAH tartalma veszélyt jelenthet a talajlakókra.

Publikáció, referencia
Publikációk 

Vinh, N., Zafar, M., Behera, S.K. 2014. Arsenic(III) removal from aqueous solution by raw and zinc-loaded pine cone biochar: equilibrium, kinetics, and thermodynamics studies. Int. J. Environ. Sci. Technol. DOI 10.1007/s13762-014-0507-1

Referenciák 

Vinh, N., Zafar, M., Behera, S.K. 2014. Arsenic(III) removal from aqueous solution by raw and zinc-loaded pine cone biochar: equilibrium, kinetics, and thermodynamics studies. Int. J. Environ. Sci. Technol. DOI 10.1007/s13762-014-0507-1

Képek
SEM felvételei a nyers (a,b)  és kezelt (c,d) bioszénnek az adszorpció során
Adatlap tulajdonságai
Adatlap azonosító (eredeti) 
1778
Bevivő 
Kovács Réka
Státusz 
Publikált
Adatlap típusa 
Talajremediációs technológia
Létrehozás 
2016-03-12
Módosítás 
2018-06-22