EVALUATING THE REMOVAL EFFICIENCY OF SEWAGE SLUDGE-DERIVED ACTIVATED CARBON FOR METHYL-TERT BUTYL ETHER CONTAMINATED - WATER. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MS Thesis) THESIS_FINAL-CD.pdf - Published Version Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives. Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

في هذه الدراسة، تم تصنيع الكربون المنشط من حمأة مياه الصرف الصحي ومن ثم تصنيفه وتقييم كفاءته في إزالة إيثر ثلاثي ميثيل البيوتيل من محلول مائي ملوث. تم تنشيط الحمأة كيميائيا مع كلوريد الزنك و بعد ذلك نشطت بايروليزد لإنتاج الكربون المنشط المنتج من حمأة مياه الصرف الصحي باستخدام أحد الطرق المستخدمة في تصميم التجارب تعرف ب تصميم الفاكتوريال. تم في نهاية المطاف تحسين أربعة مواد من الممتزات وصنفت باستخدام طريقة (BET) وطريقة ثيرموغرافيمتري (TGA) وطريقة المسح الضوئي بالمجهر الإلكتروني إلى جانب تشتيت طاقة الأشعة السينية الطيفي (SEM) وجهاز "فورييه" لتحويل طيف الأشعة تحت الحمراء(FTIR) . كشفت نتائج التحاليل أن قيم BET تساوي 451 متر مربع / جم و 385 متر مربع / جم و 53 متر مربع / جرام و 38 متر مربع / جرام تم تحقيقها على التوالي ل 3K-700-30، 2Z-700-90، 2K-500- 90، و 2Z-500-30 بعد غسل بالحمض. كشفت التحاليل (SEM/EDX) أن المعادن ( الحديد، الألمنيوم، المغنيسيوم، المنغنيز، الكالسيوم و الصوديوم) والمكونات البيولوجية (كوتشي، عصيات، سبيريلا، و فيبريو) فى الحمأة الخام تم إزالتها بواسطة زيادة درجة الحرارة و إجراءات غسل بالحمض يقترح جهازالموصورة "فورييه" لتحويل طيف الأشعة تحت الحمراء (FTIR) مجموعة الهيدروكسيل، الكربوكسيلات و أليفاتيك ميثيل كمجموعات وظيفية تفاعلية محتملة من الممتزات. تم اختيار الممتزات 2Z-700-90 في نهاية المطاف على أساس الصفات التي تحل محلها في العائد من 70٪، والقدرة الحرارية العالية من 50٪ و (BET) مساحة سطح 385 متر مربع / جرام. تم تحقيق كفاءة إزالة ميثيل ثلاثي بوتيل الأثير 2Z-700-90 في 70٪ في الظروف المثلى لدرجة الحموضة 6، سرعة التحريك من 150 دورة في الدقيقة، 60 دقيقة من وقت الاتصال، 2 جرام / لتر جرعة من الممتز والتركيز الأولي ميثيل ثلاثي بوتيل الأثير من 1 كجزء من المليون. سلوك الامتصاص من الكربون المنشط المنتج من حمأة مياه الصرف الصحي تطابق بشكل أفضل في نموذج ردود الفعل من الدرجة الثانية الزائفة. وأظهر هذا العمل الاستخدام المفيد لمواد النفايات البيولوجية مثل حمأة مياه الصرف الصحي في تكنولوجيا معالجة تلوث المياه.

English Abstract

In this study, sewage sludge derived activated carbon (SDAC) was synthesized, characterized and assessed for its Methyl Tert-Butyl Ether (MTBE) removal efficiencies in a contaminated aqueous solution. The sludge was chemically activated with zinc chloride and pyrolyzed afterwards to produce SDAC. Four selected adsorbent materials were then characterized using the BET, Thermogravimetry (TG), SEM-EDX and FTIR techniques. The results of the analyses showed that the respective surface area values of 3K-700-30, 2Z-700-90, 2K-500-90, and 2Z-500-30 upon acid washing were 451 m2/g, 385 m2/g, 53 m2/g and 38 m2/g. The SEM-EDX analyses suggested the minerals (i.e. Fe, Al, Mg, Mn, Ca and Na) and biological components (Cocci, bacilli, spirilla, and vibrio) of the raw sludge were removed by the higher pyrolytic temperature and acid-water washing procedures. FTIR suggests hydroxyl group, carboxylates and aliphatic –CH3 as the probable interplaying functional groups of the adsorbent. Adsorbent 2Z-700-90 was eventually selected based on its superceding qualities (yield of 70%, premium thermal ability of 50% and BET surface area of 385 m2/g) for its capacity to remove MTBE. The adsorbent 2Z-700-90’s MTBE removal efficiency of 70% was achieved at optimum conditions of pH 6, agitation speed of 150rpm, 60 minutes of contact time, 2g/L dose of adsorbent and initial MTBE concentration of 1ppm. The adsorption behavior of SDAC fitted better into pseudo-second-order reactions. This work demonstrated a beneficial use of a sewage sludge for water treatment

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Tawabini, Bassam S.
Committee Co-Advisor:	Jarrah, Nabeel A.
Committee Members:	Shawabkeh, Reyad and Shaibani, Abdulazeez and Makkawi, Mohammad H
Depositing User:	LIADI ADEYEMI (g201402260)
Date Deposited:	27 May 2018 12:28
Last Modified:	31 Dec 2020 09:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140703