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Ammonia removal from an aqueous solution by the use of a natural zeolite
Authors: Njoroge B.N.K.; Mwamachi S.G.
Source: Journal of Environmental Engineering and Science, Volume 3, Number 2, March 2004 , pp. 147-154(8)
Publisher: NRC Research Press
Abstract:
A series of batch experiments were conducted to ascertain the ability of a natural zeolite (a crystalline aluminosilicate) to remove ammonia from synthetic wastewater samples composed of ammonium hydroxide (NH4OH). The reaction with ammonia was observed to be very rapid, with half the amount of ammonium ions being sorbed in the first minute in some instances. Estimated ammonia uptake was favoured by low sorbate concentration, small particle size of sorbent, high temperature, and an alkaline medium. The sorption kinetics studies strongly indicated that the sorption process was largely governed by intraparticle pore diffusion. The effect of temperature on equilibrium at 14 °C and at room temperature (25 °C) showed the sorption process was endothermic, the rate and extent of sorption increasing appreciably with temperature. The equilibrium data fitted the Langmuir sorption model, a possible indication of a monolayer coverage of ammonium ions on the surface of the particle. The Langmuir correlation of the equilibrium data suggested that ion exchange might have been the dominant sorption mechanism. The zeolite seemed to have some fairly good potential for ammonia removal with the sorption capacity being about 4 mmol (NH4+) per 100 g of sorbent. However, this needs to be investigated further through flow-through conditions and in the presence of other ions as in real wastewater. Key words: zeolite, aluminosilicate, sorbent, ammonia nitrogen, sorption, sorbate.Une série d'expériences a été effectuée afin de vérifier la capacité du zéolite naturel (un aluminosilicate cristallin) à retirer l'ammoniac d'échantillons d'eaux usées synthétiques composées d'hydroxyde d'ammonium (NH4OH). La réaction avec l'ammoniac a été très rapide et la moitié des ions ammonium ont été absorbés durant la première minute, dans certains cas. L'absorption estimée d'ammoniac a été influencée par la faible concentration de sorbat, la petite dimension des particules de sorbant, la température élevée et le milieu alcalin. Les études cinétiques de sorption ont indiqué fortement que le processus de sorption était grandement régi par la diffusion dans les macropores. L'effet de la température sur l'équilibre à 14 °C et à la température de la pièce (25 °C) a indiqué que le processus de sorption était endothermique, le taux et l'étendue de la sorption augmentant appréciablement avec la température. Les données d'équilibre concordaient avec le modèle de sorption Langmuir, un signe possible de couverture monocouche d'ions ammonium sur la surface des particules. La corrélation du modèle Langmuir avec les données d'équilibre porte à croire que l'échange d'ions pourrait être le mécanisme dominant de sorption. Le zéolite semble avoir un potentiel raisonnablement bon pour le retrait de l'ammoniac lorsque la capacité de sorption est aux environs de 4 mmol (NH4+) par 100 g de sorbant. Cependant, cela devra être étudié davantage selon des conditions d'écoulement et en présence d'autres ions, comme c'est le cas dans les eaux usées réelles. Mots clés : zéolite, aluminosilicate, sorbant, azote ammoniacal, sorption, sorbat. [Traduit par la Rédaction]Document Type: Research article
Publication date: 2004-03-01
- Since January 2002, NRC Research Press has published the Journal of Environmental Engineering and Science. During the seven-year history of the journal, the co-editors, Dr. Donald S. Mavinic and Dr. Daniel W. Smith, built a high-quality journal that was well respected by its community of researchers in Canada and around the world. The last issues of the Journal of Environmental Engineering and Science was published in November 2008 together with a supplement.
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- In this Subject: General & Civil Engineering , Hydraulic & Environmental Engineering
- By this author: Njoroge B.N.K. ; Mwamachi S.G.
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