Adsorption of Trihalomethanes (THMs) on activated carbons

Abstract

W artykule przedstawiono wyniki badań nad usuwaniem trihalometanów (THMs) na węglach aktywnych AG-5 i NC-I, różniących się wielkością powierzchni właściwej. W badaniach zastosowano modelowe roztwory, zawierające cztery związki THMs: trichlorometan (THM), bromodichlorometan (BDCM), dibromochlorometan (DBCM) oraz tribromometan (TBM). Początkowe stężenia sumy trihalometanów w modelowych roztworach wynosiły 35 µg/dm3, 58,40 µg/dm3, 166,70 µg/dm3 i 280,50 µg/dm3. Badania prowadzono metodą dynamiczną na modelowym złożu węgla aktywnego w warunkach laboratoryjnych. Roztwory były przepuszczane przez złoże z różnymi prędkościami przepływu od 2 do 15 m/h. Przeprowadzone badania wskazują na dużą przydatność węgli aktywnych do usuwania THMs z wody. Węgiel aktywny o większej powierzchni właściwej AG-5 wykazywał lepsze zdolności sorpcyjne THMs w porównaniu z węglem aktywnym NC-I. Spośrod czterech rozpatrywanych THMs związki z jonami bromu były lepiej adsorbowane niż związki z jonami chloru. Najlepiej adsorbowany był TBM, nastepnie DBCM, BDCM, najgorszą efektywność adsorpcji uzyskano w przypadku TCM. Efektywność adsorpcji poszczególnych THMs zwiększała się wraz ze wzrostem prędkości filtracji ich roztworów przez złoże węgla aktywnego.

The paper presents the results of researches on the trihalomethanes (THMs) removal on activated carbons AG-5 and NC-I, which differ in their surface areas. The model solutions containing four THMs: trichloromethane (TCM), bromodichloromethane (BDCM), dibromochloromethane (DBCM) and tribromomethane (TBM) have been used for the researches. The initial total trihalomethanes (TTHMs) concentrations in the model solutions have been: 35 µg/dm3, 58.40 µg/dm3, 166.70 µg/dm3 and 280.50 µg/dm3. The dynamic method on the model activated carbon beds has been applied in these laboratory researches. The model solutions have been passed through beds with different flow rates (2 to 15 m/h). The researches have proved the high potential of activated carbons to remove THMs from water. The activated carbon AG-5, which has the higher surface area and pores volume than the NC-I, has shown the higher efficiency in THMs removal from water. Out of four analyzed THMs, compounds with the higher bromine ions level have been better adsorbed than the THMs with the higher chlorine ions level. TCM has been best adsorbed, than DBCM, than BDCM, and TCM has been adsorbed on the lowest level. These differences in adsorption effectiveness of separate THMs were higher for higher flow rates.