Investigating Cyclic Recovery and Reusability of Ion Flotation Surfactant for Heavy Metal Removal from Municipal Wastewater
Abstract
Denne oppgaven utforsker den sykliske resirkuleringen av natriumdodecylsulfat (SDS) i ioneflotasjon, med sikte på å forbedre prosessens bærekraft ved å lukke sløyfen for bruk av overflateaktive stoffer. Ioneflotasjon, vanligvis brukt til separering av vannforurensninger, står overfor miljøutfordringer på grunn av overflateaktive stoffer. Gjenoppretting og gjenbruk av SDS kan redusere disse problemene, og gjøre prosessen mer bærekraftig og industrialisert.
Ved å bruke Krafft-punktet ble SDS felt ut og gjenvunnet fra ionebyttet vann. Forskningen undersøker effektiviteten til denne utvinningsmetoden over tre sykluser, og gir innsikt i både kvantiteten og kvaliteten på resirkulert SDS. Studien testet ulike SDS-konsentrasjoner, og identifiserte 24 g/L som optimal for effektiv krystallisering og utvinning. Denne konsentrasjonen oppnådde en utvinningsgrad på 81% i innledende tester og ble utsatt for tre sykliske utvinningsforsøk.
De sykliske utvinningseksperimentene viste en gjennomsnittlig utvinningsgrad på 78% over tre sykluser, med en gradvis nedgang fra 81% i den første syklusen til 75% i den tredje. Dynamiske overflatespenningsmålinger viste at kvaliteten på SDS ble svakt forringet med hver syklus, selv om den første gjenopprettingen opprettholdt, eller til og med forbedret, overflateaktiviteten sammenlignet med den originale SDS.
Ved å optimalisere SDS-gjenvinning og gjenbruk, viser denne forskningen en vei til mer bærekraftige og lukkede ioneflotasjonsprosesser, som reduserer miljøpåvirkningen samtidig som effektiviteten opprettholdes. This thesis explores the cyclic recycling of sodium dodecyl sulfate (SDS) in ion flotation, aiming to enhance the process' sustainability by closing the loop on surfactant use. Ion flotation, commonly used for water contaminant separation, faces environmental challenges due to surfactants. Recovering and reusing SDS could mitigate these issues, making the process more sustainable and industrialized.
Utilizing the Krafft point, SDS was precipitated and recovered from ion-exchanged water. The research investigates the efficiency and effectiveness of this recovery method over three cycles, providing insights into both the quantity and quality of recycled SDS. The study tested various SDS concentrations, identifying 24 g/L as optimal for effective crystallization and recovery. This concentration achieved an 81% recovery rate in initial tests and was subjected to three cyclic recovery trials.
The cyclic recovery experiments revealed an average recovery rate of 78% over three cycles, with a gradual decline from 81% in the first cycle to 75% in the third. Dynamic surface tension measurements showed that the quality of SDS slightly degraded with each cycle, although the initial recovery maintained or even improved surface activity compared to the original SDS.
By optimizing SDS recovery and reuse, this research demonstrates a pathway to more sustainable and closed-loop ion flotation processes, reducing environmental impact while maintaining efficiency.