Removal of aqueous phase selenium using artificial and solar radiation advanced oxidation processes. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (M. S. Thesis) thesis.pdf - Accepted Version Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives. Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

photo-Fenton processes) تم استخدامهم لإزالة الحالة المائية (aqueous phase) للزيلونات (selenite) و السيلينيات (selenate) المقترنة بالـ EDTA كزبال حفرة. أظهرت الدراسة أن الإضاءة فوق البنفسجية ساعدت التحفيز الضوئي، كما أظهرت مقدرة أسرع على الإزالة عندما كان ال pH عند ال 4 و 6 لنظام الزيلونات/EDTA مقارنة بنظام السيلينيات/EDTA و الذي كان معدل الإزالة فيه متدرج طوال فترة التفاعل. كما أظهرت الدراسة أنه تم إزالة كميات أكبر من الزيليونات و السيلينيات و ال EDTA عندما كان ال pH في المدى القلوي و بنمط محدد: pH 4 > pH 6 > pH 12. كما ثبت أن الثيوسيانات (thiocyanate) غير قادرة بمفردها على بدء التخفيض الضوئي (photo-reducion) لمركب ال selenium oxyanions. بالمقابل فإن إضافة الـ EDTA للزيلونات و السيلينيات و الثيوسيانات عند pH 4، أظهرت إزالة شبة كاملة للزيلونات و السيلينيات (Reduction route). الدور الثانوي للثيوسيانات كزبال حفرة للإسراع بعملية إزالة الزيلونات و السيلينيات يمكن نسبته إلى ضعف الإمتصاص الكيميائي (adsorption) على سطح الـ TiO2 مقارنة بالـ EDTA و الذي أظهر إمتصاصا كيميائيا أكبر خاصة عند قيم الـ pH الحمضية. يضاف لذلك أن إزالة السيلينيات كان أكبر عندما كان تركيزها الإبتدائي أعلى (عند pH 4) و الذي وصل إلى إزالة شبه كاملة خلال ثلاث ساعات. إستخدام ضوء الشمس للتحفيز الضوئي أظهر كفاءة أعلى في إزالة الزيلونات و السيلينيات و الـ EDTA عند pH 4 و pH 6 وفق نمط محدد pH 4 > pH 6 > pH 8. مرة أخرى أظهرت الزيلونات معدلا أعلى في الإزالة مقارنة بالسيلينيات. بالرغم أن الضوء الفوتوني (energized photo-Fenton) كفاءة أقل نسبيا، إلا أن إزالتة للزيلونات كان واعدا و نسبة قاربت الإزالة الكاملة عند ال pH المثالي. كان للتركيز الإبتدائي للـ EDTA الأكثر الأكبر بين العوامل الأخرى المستخدمة في الدراسة. من بين الطرق المدروسة، التحفيز الضزئي بالإضاءة فوق البنفسجية كان لها الكفائة الأعلى نسبيا يليها التحفيز الضوئي باستخدام ضوء الشمس. في المجمل، نتائج هذه الدراسة أظهرت أن TiO2 و (photo-Fenton processes) المستخدمة في التحفيز الضوئي مع الـ EDTA كعامل زبال حفرة تعتبر طرق ذات كفاءة لإزالة ايونات السيلينيوم.

English Abstract

TiO2 assisted photocatalysis using artificial and solar radiation and solar photo-Fenton processes were employed for the removal of aqueous phase selenite and selenate species in conjunction with EDTA as a hole scavenger. For the UV-lamp light assisted photocatalysis, faster removal was noted at pH 4 and pH 6 for the binary selenite/EDTA system compared to selenate/EDTA system that showed a gradual change over the reaction course. The effect-of-pH studies indicated high selenite, selenate, and EDTA removal in the acidic pH range, with following specific trend: pH 4 > pH 6 > pH 12. Furthermore thiocyanate alone did not initiate photo-reduction of selenium oxyanions. However addition of EDTA species to respective selenite/selenate/thiocyanate system at pH 4 did yield near complete removal of selenite and selenate (via the reduction route). The marginal role of thiocyanate as a hole scavenger to expedite selenite/selenate reduction, was attributed to its negligible adsorption on to TiO2 surface as compared to EDTA which indeed showed adsorption especially at the acidic pH values. Furthermore selenate reduction increased with an increase in its initial concentration (at pH 4) with near complete removal transpiring within 3 h. Solar light assisted photocatalysis also showed high efficiency for the removal of selenite, selenate and EDTA at pH 4 and pH 6 with a specific trend pH 4 > pH 6 > pH 8. Selenite again showed faster removal compared to selenate species. Though solar energized photo-Fenton showed comparatively lower efficiency, removal of selenite was promising with near complete removal at optimum pH. Initial EDTA concentration had the most significant effect among the parameters studied. Among the three processes studied, UV-lamp assisted photocatalysis had the highest efficiency comparatively followed by solar light assisted photocatalysis. In general, findings from the present work indicate that both TiO2 mediated photocatalysis and photo-Fenton processes in conjunction with EDTA as an h+ scavenging agent are efficient techniques for selenium ions removal.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering > Water and Environmental Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Vohra, M. S.
Committee Members:	Al-Malack, M. H. and Bukhari, A. A. and Chowdhury, S. H.
Depositing User:	LABARAN BA ALHAJI (g201004700)
Date Deposited:	09 Jun 2013 07:06
Last Modified:	01 Nov 2019 15:38
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138924