SORBENTY STOSOWANE DO USUWANIA B(III) Z ROZTWORÓW WODNYCH

Bor i jego związki są powszechnie stosowane w przemyśle produkcyjnym jako dodatki do szkła borosilikatowego, emalii, kosmetyków, tkanin, farb do drewna, detergentów, środków owadobójczych i dezynfekujących oraz leków. Uwalniane ścieki przemysłowe są głównym źródłem skażenia środowiska naturalnego związkami boru. Bor działa toksycznie na wszystkie rodzaje komórek w organizmie, przy czym najbardziej uszkadza nerki oraz centralny system nerwowy, skórę, błony śluzowe, przewód pokarmowy i wątrobę. Maksymalne stężenie boru w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi zalecane przez Światową Organizację Zdrowia wynosi 0,5 mg B/dm3, natomiast wartość ta określona polskimi przepisami – 1,0 mg B/dm3.

Obecnie nie ma prostej i w pełni skutecznej metody pozwalającej na usunięcie boru z roztworów wodnych. Większość konwencjonalnych metod oczyszczania wody i ścieków pozwala na redukcję boru, ale nie zapewnia obniżenia jego stężenia do wartości normatywnych. Ze względu na wysoką efektywność i niskie koszty eksploatacyjne najbardziej atrakcyjne wydają się procesy sorpcyjne.

W pracy dokonano przeglądu literatury na temat sorpcji jonów B(III) z roztworów wodnych na różnych materiałach sorpcyjnych. Przeprowadzono charakterystykę poszczególnych grup sorbentów, takich jak: węgle aktywne, żywice syntetyczne, popioły lotne, minerały, muł czerwony, biopolimery, ciecze jonowe, pod względem pochodzenia, budowy i mechanizmu sorpcji jonów B(III). W przypadku większości przedstawionych materiałów sorpcyjnych maksymalną efektywność sorpcji uzyskano dla odczynu pH = 9, w którym dominuje anion dwuwartościowy H10(BO3)42–.

Pełny tekst (pdf)

[1]  Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 20.04.2010 r. zmieniające rozporządzenie
w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dz.U. Nr 72,
poz. 466 z 29.04.2010 r.

[2]  Joshi M.D., Steyer D.J., Anderson J.L.: Evaluating the complexation behavior and
regeneration of boron selective glucaminium- based ionic liquids when used as ex
traction solvents. Analytica Chimica Acta, no 740, 2012, pp. 66-73.

[3]  Kluczka J., Trojanowska J., Zolotajkin M., Ciba J., Turek M., Dydo P.: Boron
removal from wastewater using adsorbents. Environmental Technolnology, no 28
(1), 2007.

[4]  Xu Y., Jiang J.Q.: Technologies for boron removal. CEHE, Faculty of Enginee-
ing & Physics Science, C5. University of Surrey, Guildford, Surrey GU2 7XH,
United Kingdom.

[5]  Rajaković Lj.V., Ristić M.Dj.: Sorption of boric acid and borax by activated carbon
impregnated with various compounds. Carbon vol. 34, no 61, 1996, pp. 769-774.

[6]  Winnicki T.: Polimery czynne w inżynierii ochrony środowiska. Arkady, 1978.

[7]  Farmer J.B.: Removal of boron from solution with the boron specific resin amberlite XE-243. Technical Report, 7th December. Borax Technical, London 1977.

[8]  Hanay A., Boncukcuoglu R., Kocakerim M.M., Yilmaz A.E.: Boron removal from
geothermal waters by ion exchange in a batch reactor. Fresenius Environmental
Bulletin, no 12 (10), 2003.

[9]  Xiao Y., Liao B.Y., Liu W.G., Xiao Y., Swihart G.H.: Ion exchange extraction
of boron from aqueous fluids by Amberlite IRA 743 Resin. China Journal of
Chemistry, no 21, 2003.

[10]  Bryjak M., Wolska J., Soroko I., Kabay N.: Adsorption-membrane filtration process in boron removal from first stage seawater RO permeate. Desalination, no 241, 2009, 127-132.

[11]  Kabay N., Yilmaz I., Yamac S., Samatya S., Yuksel M., Yuksel U., Arda M., Sag-
lam M., Iwanaga T., Hirowatari K.: Removal and recovery of boron from geothermal wastewater by selective ion exchange resins – I. Laboratory tests. Reactive & Functional Polymers, no 60, 2004, pp. 163-170.

[12]  Kabay N., Yilmaz I., Yamac S., Yuksep M., Yuksel U., Yildirim N., Aydogdu O.,
Iwanaga T., Hirowatari K.: Removal and recovery of boron from geothermal
wastewater by selective ion-exchange resins – II. Field tests. Desalination, no 167, 2004, pp. 427-438.

[13]  Matejko P.: Usuwanie arsenu z roztworów wodnych przy użyciu żywicy poliami-
no-epichlorohydrynowej. WBiIŚ, Rzeszów 2008 (praca niepublikowana).

[14]  Matejko P.: Usuwanie boru z roztworów wodnych przy użyciu żywicy poliamino-
epichlorohydrynowej. WBiIŚ Rzeszów 2008 (praca niepublikowana).

[15]  Warchoł J.: Badanie i modelowanie równowagi sorpcji jonów w układzie ciecz-
ciało stałe. Polska Akademia Nauk, Odział w Łodzi, Komisja Ochrony Środowi-
ska, Łódź 2012.

[16]  Yu-Ting W., Yu-Ming Z., Paul Chen J.: Design and fabrication of an innovative
and environmental friendly adsorbent for boron removal. Water Research, no 45,
2011, pp. 2297-2305.

[17]  Kaftan Ö., Açikel M., Eroğlu A.E., Shahwan T., Artok L., Ni C.: Synthesis,
characterization and application of a novel sorbent, glucamine-modified MCM-41,
for the removal/preconcentration of boron from waters. Analytical Chemical Acta,
no 547, 2005, pp. 31-41.

[18]  Gazi M., Galli G., Bicak, N.: The rapid boron uptake by multi-hydroxyl functional hairy. Separation Purification Technology, no 62, 2008, pp. 484-488.

[19]  Blissett R.S., Rowson N.A.: A revive of the multi-component utilization of coal fly ash. Fuel, no 97, 2012, pp. 1-23.

[20]  Polat H., Vengosh A., Pankratov I., Polat M.: A new methodology for removal of
from water by coal and fly ash. Desalination, no 164, 2004, pp. 173-188.

[21]  Polowczyk I., Ulatowska J., Koźlecki T., Bastrzyk A., Sawiński W.: Studies on removal of boron from aqueous solution by fly ash agglomerates. Desalination, no 310, 2013, pp. 93-101.

[22]  Kipςk I., Ōzdemir M.: Removal of boron from aqueous solution using calcined
magnesite tailing. Chemical Engineering Journal, no 189-190, 2012, pp. 68-74.

[23]  Cengeloglu Y., Tor A., Guslin A., Ersoz M., Gezgin S.: Removal of boron from
aqueous solution by using neutralized red mud. Journal of Hazardous Materials,
no 142, 2007, pp. 412-417.

[24]  Gazi M., Shahmohammadi S.: Removal of boron from aqueous solution using im inobis-(propylene glycol) modified chitosan beads. Reactive & Functional Poly-
mers, no 72, 2012, pp. 680-686.

[25]  Liu R., Ma W., Jia C.Y., Wang L., Li H.Y.: Effect of pH on biosorption of boron
onto cotton cellulose. Desalination, no 207, 2007, pp. 257-267.