使用FeCl3-基托桑系统从水性矩阵中凝结性去除聚乙烯微塑料:实验和人工神经网络建模
Shubham Raj1, Byomkesh Mahanty1, Subrata Hait1
1Department of Civil and Environmental Engineering, Indian Institute of Technology Patna, Bihar 801 106, India.
Journal of hazardous materials
|February 20, 2024
概括
这项研究研究了利用凝结-花-沉积方法从污水废水中去除微塑料. 铁化物 (FeCl3) 和奇托的组合在最佳条件下实现了超过99%的聚烯微塑料的去除.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 水处理工程水处理工程
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 污水处理厂 (STP) 的废水是微塑料 (MP) 污染的主要来源.
- 凝血-花-沉 (CFS) 过程需要对从二次处理的废水中去除MP进行评估.
研究的目的:
- 研究从二次处理的污水废水中凝结性去除微塑料 (MPs).
- 评估铁化物 (FeCl3) 和奇托的有效性,单独或组合,去除微塑料.
- 为了优化过程参数,包括凝固剂剂量,pH值,速度和沉时间.
主要方法:
- 实验中使用合成水添加聚烯 (PS) MPs进行了实验.
- 测试了FeCl3和酸盐的不同剂量,并调整了pH值,速度和沉时间.
- 人工神经网络 (ANN) 建模用于验证实验结果,特征化技术 (zeta潜力,FESEM,FTIR) 确定了去除机制.
主要成果:
- 单独FeCl3就实现了~89.3%的PS去除,而奇托桑则实现了~21.4%.
- 在优化条件下,联合FeCl3-基托系统在最佳条件下 (FeCl3 2 mg/L,7 mg/L基托,pH 6.3,每分钟100转,30分钟) 达到最大99.8%的PS去除率.
- 对ANN的验证显示了高准确度 (R2 = 0.9997). 电荷中和和吸附被确定为关键的去除机制.
结论:
- 结合FeCl3-奇托桑CFS工艺在从二次处理的污水废水中去除微塑料方面非常有效.
- 优化的系统在应用于真实STP废水 (MBBR和SBR) 时显示了>98%的清除效率.
- 这项研究提供了一个可行的三级处理策略,以减轻废水中的微塑料污染.
