Rashdan, Zaid Ali Fadel ^Al^ (2000) Investigation of Natural Zeolitic Tuffs on their Ability for Sewage Cleaning Purposes. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

This study deals with the application of Jordanian natural zeolites in the removal of heavy metal ions and plant nutrients from polluted waters. The material used was brownish and reddish zeolitic tuffs. Both materials were found to be very different from each other in their chemical and mineralogical compositions. The untreated sample of reddish zeolitic tuff showed a very high capacity for ammonium adsorption (46g/kg) from an ammonium standard solution in comparison to the brownish tuff (20g/kg). In contrast, the adsorption capacities for NH4+ were highly decreased when the zeolitic tuff was agitated with a manure. Furthermore, phosphorus was also removed from the manure. The ammonium ions, which were absorbed were then extracted from the tuffs using tap or distilled water. The reddish tuff had an elution percentage of 87% while that of the brownish tuff was 76%. The first released the NH4+ ions more slowly than the latter. Similar results were obtained for the extraction process of ammonium ions, which were absorbed from the manure. It was found that when a greater amount of the tuffs was used, a slower extraction process was achieved. In contrast, the amount of phosphate extracted from the tuffs was not affected by the weight of zeolitic tuffs used, but a significant difference was observed when the distilled water (pH 5.5) was used. The evaluation of zeolitic tuffs for the removal efficiency of Pb2+, Cd2+, Cu2+, Ni2+ and Zn2+ from simple and complex solutions was done in a batch reactor and in an ion exchange column. In batch systems, the sample of untreated brownish tuff removed ions more efficiently from simple solutions containing only one type of ions (Cd2+, Cu2+, Ni2+ and Zn2+) than the reddish tuff. In contrast, Pb2+ ions were highly absorbed by both tuffs (145-150mg/g). The effects of counter (Ca2+ and Na+) ions had on the removal of metal ions are as follows: 1. The Pb2+ and Cu2+ ions absorbed were not affected by the presence of counter ion and were not dependent on the type of regeneration form used. 2. The amount of Zn2+, Cd2+ and Ni2+ absorbed was highly dependent on the regenerated-form of tuff used and was not affected by the presence of Ca2+ or Na+ ions. The results obtained from the test of both zeolitic tuffs in the different forms of regeneration in column process indicated that the brownish zeolitic tuff in Na-form had an especially high efficiency for removing metal ions. The extracted metal ions from the zeolitic tuffs are highly variable and dependent on the regeneration solution used (CaCl2, KNO3 or NaNO3) as well as the previously used form of zeolitic tuff. In general, more metal ions were removed from the Na-form of brownish zeolitic tuff, and this amount it was further increased by a second cycle of regeneration.

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Untersuchung natürlicher Zeolithgesteine auf ihre Eignung zur Abwasserreinigung

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Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der Möglichkeiten in Jordanien vorkommende natürliche Zeolithe für die Entfernung von Nährstoff- und Schwermetallionen aus belastetem Wasser zu verwenden. Bei den Untersuchungen wurden zwei zeolithhaltige Gesteinssorten (Rote- und Braune- Zeolithe) verwendet. Als Ergebnis stellte sich heraus, daß beide Gemische sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Die unbehandelte rote Zeolithprobe zeigte, im Vergleich zum braunen Zeolith (20g/kg), eine höhere Absorptionskapazität für NH4+ (46g/kg) nachdem sie mit einer Ammoniumstandardlösung behandelt worden war. Diese Kapazität sank auf Mengen bis zu 2,2g/kg für die roten Zeolithe und 1g/kg für die braunen Zeolithe nachdem beide Zeolithe mit Gülle behandelt worden waren. Mit der Adsorption von NH4+ aus der Gülle mit Hilfe von den Zeolithen wurde ebenfalls Phosphor aus der Gülle entfernt. Mit Hilfe von Leitungswasser oder bidestilliertem Wasser wurde das vorher absorbierte NH4+ eluiert. Als Ergebnis kam heraus, daß aus den roten Zeolithen eine höhere Menge Ammonium (87%), im Vergleich mit den braunen Zeolithen (76%) eluiert wurde. Außerdem erfolgte die Elution des Ammonium aus den roten Zeolithen langsamer, was charakteristisch für diese ist. Die Adsorptionskapazität von natürlichen Zeolithen für Schwermetallionen aus einfachen und komplexen Lösungen war Gegenstand der weiteren Untersuchungen. Im Batchreaktorsystem zeigte sich für die unbehandelten braunen Zeolithe eine höhere Effektivität bei der Entfernung von Cd2+, Cu2+, Ni2+ und Zn2+ Ionen aus jeweils nur ein Salz enthaltenden Lösungen als für die roten Zeolithe. Im Gegensatz dazu wurden Pb2+-Ionen von beiden Zeolith-Arten praktisch gleich stark adsorbiert. Der Einsatz von Fremdionen (Ca2+ und Na+) hat folgende Effekte: * Die Adsorption von Pb2+- und Cu2+-Ionen wurde nicht durch die Fremdionen (Ca2+, Na+) beeinflußt, sondern war abhängig vom verwendeten Regenerationstypus. * Die Gesamtadsorption von Zn2+, Cd2+ und Ni2+ war stark abhängig vom verwendeten Regenerationstypus und wurde ebenfalls nicht durch Ca2+ oder Na+ Ionen in der Lösung beeinflußt. Aus den Ergebnissen für die beiden verwendeten Zeolitharten in ihren regenerierten Formen in den Ionenaustauschsäulen, kann man erkennen, daß die braunen Zeolithe in der Na-Form eine besonders hohe Adsorptionskapazität für Schwermetallionen aus der Lösung besitzen. Die Menge der aus den Zeolithen extrahierten Schwermetallionen ist sehr variabel. Im allgemeinen wurden von der Na-Form der braunen Zeolithe mehr Schwermetallionen adsorbiert und dann auch wieder desorbiert.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	[Keine Schlagwörter von Autor/in vergeben.]
Controlled Keywords:	Abwasserreinigung, Zeolithe
Subjects:	Science and mathematics > Chemistry
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Department of Chemistry (IfC)
Date Deposited:	17 Jan 2013 14:17
Last Modified:	16 Jul 2013 08:22
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/400
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-4336
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