Sustainable use of autoclaved aerated concrete waste to remove low concentration of Cd (II) ions in wastewater

Abstract

a b s t r a c tAs an industrial byproduct, autoclaved aerated concrete waste (AACW) was used as an efficient and economic adsorbent for Cd (II) removal in wastewater. The structure and physical properties of AACW were characterized by XRF, SEM, XRD and its adsorption properties for removal of 3 mg/L Cd (II) under different conditions were also investigated. The results showed that the removal rate of AACW for Cd (II) has attained 97% after 90 min when the initial dosage of AACW was 10 g/L. The adsorption process was fitted to Langmuir model and pseudo-second-order kinetic model. Physisorption and chemisorption were both observed during the process. Besides, AACW possesses comprehensive removal effects for other heavy metal ions in industrial wastewater. The adsorption of Cd (II) ion was affected by other metal ions and different ions in the solution showed different inhibitory effects. Taken together, the AACW recycled from the construction process could serve as a promising adsorbent for toxic metals remediation from aqueous solution.

Đánh giá khả năng xử lý Cadmi trong nước thải của bê tông khí chưng áp (AAC)

“…Bê tông AAC được sản xuất từ xi măng, cát nghiền mịn kết hợp với vôi, thạch cao, oxit nhôm, nước và phụ gia, qua quá trình phản ứng hóa học khối gạch bê tông nhẹ được đưa vào lò chưng áp để làm giảm trọng lượng và tăng cường độ và độ bền. Các nghiên cứu trước đây [1][2][3][4][5] cho thấy AAC là vật liệu rỗng xốp với độ rỗng xốp 70-80%, diện tích tiếp xúc lớn với diện tích BET > 20 m 2 /g và có thành phần hóa học giàu canxi (hàm lượng CaO từ 26-30%) và các kim loại khác như Fe, Al, Mg, với các đặc tính kỹ thuật như vậy, vật liệu AAC cho thấy tiềm năng là chất hấp phụ hiệu quả các kim loại nặng trong đó có Cd trong nước thải. Hiện nay, tổng công suất sản xuất AAC ước tính gần 2 triệu m 3 /năm [6], trong quá trình sản xuất và sử dụng ước tính 2-5% sản phẩm lỗi, hỏng, làm phát sinh một lượng chất thải AAC tương đối lớn ra môi trường.…”

“…Nghiên cứu của Zhang và cs. [3], và Kumara và cs. [4] sử dụng AAC để xử lý ion Cd trong nước thải, hiệu suất loại bỏ ion Cd từ 80-99%.…”

“…Ở khoảng nồng độ thí nghiệm thấp dưới 35 mg/L, Zhang và cs. (2017) [3] báo cáo dung lượng hấp phụ Cd(II) chỉ đạt khoảng 2,1 mg/g chỉ bằng 0,25 lần kết quả của nghiên cứu này, điều này phù hợp với các lý thuyết về hấp phụ vì ở nồng độ dung dịch cao hơn thì sự tiếp xúc được với bề mặt hấp phụ càng lớn do đó làm tăng quá trình hấp phụ. Trong khi đó, nghiên cứu của Kumara và cs.…”

Characterization of Arsenic contaminated groundwater in Hanoi City and a treatment option by using recycled Autoclaved Aerated Concrete (AAC)

“…Kumara et al (2017) indicated several studies that used CDW such as brick, concrete and cement for the removal of heavy metals in wastewater. Nonetheless, the use of AAC as a low-cost adsorbent for wastewater treatment process has been limited (Zhang et al, 2017). Hence, continued evaluation of the reuse of these waste materials as a cost-effective adsorbent in wastewater treatment is needed (Kumara et al,2019).…”

Tổng quan về xử lý nước thải sử dụng các loại bê tông phế thải

“…sử dụng AAC để xử lý ion Cd, Pb trong nước thải, hiệu suất loại bỏ ion Cd từ 80-90%, tỷ lệ loại bỏ ion Pb là gần 100% khi sử dụng hạt AAC để XLNT nhân tạo có nồng độ ion từ 0-5000 mg/l[20,21]. Tổng hợp một số kết quả nghiên cứu sử dụng PTXD để xử lý kim loại trong nước thải được mô tả tại Bảng 2.Các nghiên cứu cũng chỉ ra chất hấp phụ AAC có khả năng trung hòa axit mạnh và có thể sử dụng để trung hòa, XLNT, đặc biệt là nước thải mỏ có tính axit, do bản chất vật liệu AAC có tính kiềm và giải phóng OHtrong quá trình thủy phân[20,21]. Năm 2019, Kumara và cs.…”