KFUPM ePrints

Electro-Oxidation of Ammonia in Liquid Phase using Graphite Electrodes

l Electro-Oxidation of Ammonia in Liquid Phase using Graphite Electrodes. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF - Published Version
Restricted to Abstract Only until 31 December 2015.

9Mb

Arabic Abstract

تم في هذه الدراسة استخدام أقطاب الجرافيت للمعالجة بالأكسدة الكهربائية لمحاليل الأمونيا الإصطناعية في المختبر. الأكسدة الكهربائية تقدم بديلا للطرق التقليدية لإزالة الأمونيا من مياه الصرف الصحي. حددت الدراسة القيم المثلى للتيار ومحتوى الكلوريد، وكذلك تقييم آثار درجة الحموضة الأولية وتركيز الأمونيا الأولي المتغير، ورصدت تشكل النترات. وقد ثبت أنه تمت إزالة الأمونيا من خلال آلية الأكسدة غير المباشرة التي تحتوي على حامض الهيبوكلوروز. وذلك بإستخدام شدة تيار من 2.6 حتى 15.5 مللي أمبير/سم2 للعينات التي تحتوي على 40-600 ملغ/لتر من أمونيا النيتروجين الكلي (TAN) و600-30000 ملغ/لتر من تركيز الكلوريد لفترة معالجة بلغت 130 دقيقة. وقد وجد أن نسبة عالية من الكلوريد (≥ 3000 ملغ/لتر) مطلوبة لإزالة الأمونيا بفعالية، وترتفع درجة الإزالة مع زيادة تركيز الكلوريد وشدة التيار المار.وجد أن درجة الحموضة الأولية ليس لها تأثير كبير على العملية. وقد تحقق إزالة 95٪ من TANفي غضون 90 دقيقة للعينات التي تحتوي على 40 ملغ/لتر TAN و6061 ملغ/لتر كلوريد لتيار يبلغ 3.0 أمبير (15.5 مللي أمبير/سم2) وجهد 9.5 فولت. تم أيضا حساب إستهلاك الطاقة ووجد أنها 3 أمبير ساعة/لتر (28.5 كيلو واط ساعة/م3) لهذه الظروف التجريبية. وخلص إلى أن الجرافيت يقدم بديلا مناسبا لغيره من مواد الأنود مرتفعة التكلفة (مثل البلاتين والتيتانيوم) المستخدم في تجارب إزالة الأمونيا من مياه الصرف الصحي

English Abstract

This study made use of graphite electrodes for the electro-oxidation treatment of synthetic ammonia solutions in a lab-scale batch reactor. Electro-oxidation offers an alternative to conventional methods for ammonia removal from wastewater. The study determined optimum values of applied current and chloride content, evaluated the effects of initial pH and varying initial ammonia concentration, and monitored the formation of nitrates. It was established that ammonia was removed by the indirect oxidation mechanism involving hypochlorous acid. Current densities from 2.6-15.5 mA/cm2 were used for samples containing 40-600 mg/L Total Ammonia Nitrogen (TAN) and 600-30,000 mg/L chlorides for a treatment period of 130 minutes. It was found that high chloride content (≥3,000 mg/L) is required for effective ammonia degradation, with removal being enhanced by increase in chloride concentration and applied current. The initial pH does not seem to affect the process significantly. 95% removal was achieved within 90 minutes for samples containing 40 mg/L TAN and 6,061 mg/L chloride at a current of 3.0 A (15.5 mA/cm2) and voltage of 9.5 V. Energy consumption was also calculated and found to be 3 Ah/L (28.5 kWh/m3) for these conditions. It was concluded that graphite offers a suitable alternative to other expensive anode materials (such as platinum and titanium) being investigated for ammonia removal from wastewater.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Chemistry
Environmental
Civil Engineering
Civil Engineering > Water and Environmental Engineering
Research > Environment
Divisions:College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Committee Advisor:Bukhari, Alaadin A.
Committee Members:Shemsi, Ahsan M. and Al-Malack, Muhammad H.
ID Code:139486
Deposited By:TARIQ MOHAMMED (g201107610)
Deposited On:16 Mar 2015 08:22
Last Modified:16 Mar 2015 08:22

Repository Staff Only: item control page