(semnătura și ștampila) Aprobat, [608062]

1
UNIVERSITATEA PETROL-GAZE DIN PLOIEȘTI
FACULTATEA DE TEHNOLOGIA PETROLULUI ȘI PETROCHIMIE
SPECIALIZAREA INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI ÎN INDUSTRIE

PROIECT DE DIPLOMĂ

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC: ABSOLVENT: [anonimizat]. DANIELA POPOVICI NEAGU ANA MARIA

PLOIEȘTI
2015

2MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE
UNIVERSITATEA PETROL – GAZE DIN PLOIEȘTI
FACULTATEA ……………….. ……………… ………….. ………..
DEPARTAMENTUL …………………………………………….
SPECIALIZAREA ……………………………….
CURSURI DE (ZI / FR / ID) …………

Vizat
Facultatea …………….
(semnătura și ștampila) Aprobat,
Director de departament,
(grad didactic, numele, prenumele și
semnătura)
PROIECT DE DIPLOMĂ / LUCRARE DE LICENȚĂ SAU
DISERTAȚIE

TEMA:
……………………………………………………… ………………….. ……………..

Conducător științific:
(grad didactic, numele, prenumele și
semnătura)
Absolvent:
(numele, prenumele și semnătura)

3
UNIVERSITATEA PETROL – GAZE DIN PLOIEȘTI
FACULTATEA ………………. ……………… …………… ……
DEPARTAMENTUL ………………………………
SPECIALIZAREA ………………………………….
CURSURI DE (ZI / FR / ID) …………

Aprobat,
Director de departament,
………………. Declar pe propria răspundere că voi elabora
personal proiectul de diplomă / lucrarea de
licență / disertație și nu v oi folosi alte materiale
documentare în afara celor prezentate la
capitolul „Bibliografie”.

Semnătură student(ă):
DATELE INIȚALE PENTRU PROIECTUL DE DIPLOMĂ /
LUCRARE LICENȚĂ / LUCRARE DISERTAȚIE
Proiectul a fost dat s tudentului/student: [anonimizat]:

1) Tema proiectului / lucrării

2) Data eliberării temei:
3) Tema a fost primită pentru îndeplinire la data:
4) Termenul pentru predarea proiectului/ lucrării:
5) Elementele inițiale pentru proiect / lucrare:

6) Enumerarea problemelor care vor fi dezvoltate:

7) Enumerarea materialului gra fic (acolo unde este cazul):

8) Consultații pentru proiect / lucrare, cu indicarea părților din proiect care
necesită consultarea:

Conducător științific: Student(ă)

Semnătura: Semnătura:

4
UNIVERSITATEA PETROL – GAZE DIN PLOIEȘTI
FACULTATEA ………………… ……………… …………. ……
DOMENIUL: ………………………………………..
SPECIALIZAREA ………………………………….
CURSURI DE (ZI / FR / ID) …………

APRECIERE
privind activitatea absolvent: [anonimizat]:
în elaborarea proiectului de diplomă / lucrării de licență / di sertație cu tema:

Nr.
crt. CRITERIUL DE APRECIERE CALIFICATIV
1. Documentare, prelucrarea informațiilor din bibliografie
2. Colaborarea ritmică și eficientă cu conducătorul temei
proiectului de diploma /lucrării de licență
3. Corectitudinea calculelor, programelor, schemelor,
desenelor, diagramelor și graficelor
4. Cercetare teoretică, experimentală și realizare practică
5. Elemente de originalitate (dezvoltări teoretice sau aplicaț ii
noi ale unor teorii existente, produse informatice noi sau
adaptate, utile în aplicațiile inginerești)
6. Capacitate de sinteză și abilități de studiu individual
CALIFICATIV FINAL
Calificativele pot fi: nesatisfăcător / satisf ăcător / bine / foarte bine / excelent .

Comentarii privind calitatea proiectului / lucrării:
_______________________________________________________________ _____
_______________________________________________________________ _____
_______________________________________________________________ _____
_______________________________________________________________ _____
_______________________________________________________________ _____
_______________________________________________________________ _____

Data:
Conducător științific
(gradul didactic, nume, prenume și
semnătura)

5CUPRINS
Capitolul I……………………………………………. ……………………………………………………… ……………………..3
Studiu de literatură……………………………………. ……………………………………………………… …………………3
I.1 Introducere………………………………………… ……………………………………………………… …………………..3
I.1.1 Apa……………………………………………… ……………………………………………………… ………………….3
I.1.2 Apa ca element al vieții……………………….. ……………………………………………………… …………….4
I.1.3 Circuitul apei în natură……………………….. ……………………………………………………… ……………..5
I.2 Clasificarea apelor…………………………………. ……………………………………………………… ………………..5
I.2.1 Clasificarea apelor de suprafață………………… ……………………………………………………… ………..6
I.2.2 Clasificarea apelor din punct de vedere administrativ …………………………………………………….6
I.2.3 Clasificarea apelor uzate………………………. ……………………………………………………… ……………6
I.3 Caracteristicile fizico-c himice ale apei naturale………. ……………………………………………………… ….7
I.3.1 Caracteristici fizice………………………….. ……………………………………………………… ………………..7
I.3.2 Caracteristici chimice…………………………. ……………………………………………………… ……………..9
I.3.3 Calitatea apelor naturale………………………. ……………………………………………………… …………..10
I.4 Poluarea apelor…………………………………….. ……………………………………………………… ……………….10
I.4.1 Tipuri de poluare……………………………… ……………………………………………………… ……………..11
I.4.2 Surse de poluare ale apei………………………. ……………………………………………………… ………….13
I.4.3 Procese afectate de poluarea apei……………….. ……………………………………………………… ……..14
I.4.4 Factori care conduc la poluarea apei…………….. ……………………………………………………… ……14
I.5 Epurarea apelor reziduale……………………………. ……………………………………………………… ………….15
I.5.1 Epurarea mecanică……………………………… ……………………………………………………… …………..16
I.5.2 Epurarea fizico-chimică………………………… ……………………………………………………… …………16
I.5.3 Epurarea biologică…………………………….. ……………………………………………………… ……………18
I.5.4 Eficiența procedeelor de epurare a apei………….. ……………………………………………………… ….18
I.6 Tehnici de tratare a apelor a apelor reziduale…………. ……………………………………………………… …18
I.6.1 Tehnici curente de tratare a apelor reziduale …….. ……………………………………………………… ..18
I.6.2 Tehnici speciale de t ratare a apelor reziduale…….. ……………………………………………………… ..19
I.7 Cărbunele activ…………………………………….. ……………………………………………………… ………………20
I.7.1 Caracteristicile cărbunelui activ………………… ……………………………………………………… ……….20
I.7.2 Tipuri de cărbune activ…………………………. ……………………………………………………… …………..22
I.7.3 Îndepărtarea poluanților din soluții apoase utilizând cărbunele activ……………………………….23
I.7.3.1 Adsorbția poluanților organici……………. ……………………………………………………… ……..23
I.7.3.2 Adsorbția metalelor grele………………… ……………………………………………………… ………..23
I.7.4 Materii prime pentru prepararea cărbunelui activ…… …………………………………………………….24
I.7.4.1 Prepararea cărbunelui activ din lemn de Poulow nia………………………………………………25

6 I.7.4.2 Prepararea cărbunelui activ din reziduu de caf ea………………………………………………….26
I.8 Caracteristicile nitrofenolilor………………………. ……………………………………………………… ………….26
I.8.1 Metode de îndepărtare a nitrofenolilor din soluții ap oase………………………………………………27
I.8.2 Îndepărtarea nitrofenolilor utilizând cărbune activ.. ……………………………………………………..2 8
Capitolul al II-lea ……………………………………. ……………………………………………………… …………………
II.1 Scopul studiului experimental……………………….. ……………………………………………………… ……….
II.2 Prepararea suportului adsorbant……………………… ……………………………………………………… ………
II.3 Caracterizarea suportului adsorbant………………….. ……………………………………………………… ……
II.3.1 Determinarea punctului de încărcare zero pH PZC ……………………………………………………… ….
II.3.2 Determinarea proprietăților texturale…………… ……………………………………………………… ………
II.4 Realizarea experimentală a procesului de adsorbție…….. …………………………………………………….
II.5 Trasarea izotermelor de adsorbție……………………. ……………………………………………………… ………..
II.6 Modelarea matematică a procesului de adsorbție………… ……………………………………………………… .
II.6.1 Modelarea matematică după modelul Langmuir………. ……………………………………………………
II.6.2 Modelarea matematică după modelul Freundlich…….. …………………………………………………….
II.6.3 Modelarea matematică după modelul Dubinin – Radushke vich……………………………………..
II.7 Determinarea parametrilor modelelor matematice……….. ……………………………………………………..
II.8 Influența temperaturii asupra procesului de adsorbție a n itrofenolilor ……………………………………
II.9 Concluziile studiului experimental………………….. ……………………………………………………… ………..
Capitolul al III-lea……………………………………. ……………………………………………………… …………………..
III.1 Introducer e………………………………………. ……………………………………………………… ……………………
III.2 Combaterea poluării apelor…………………………. ……………………………………………………… ………
III.3 Limite de încărcare cu polu anți a apelor uzate evacuate î n resursele de apă…………………………..
Bibliografie…………………………………………… ……………………………………………………… ……………………..

7
CAPITOLUL I
S TUDIU DE LITERATURĂ

I.1 INTRODUCERE

I.1.1 APA

Folosim apa în majoritatea activităților pe care le desfă șurăm,suntem alcătuiți în mare măsură
din ea și este cea mai importantă substanță,dacă luăm în calcul importanța ei.Doar faptul că e atât de
răspândită ne face să o privim cu oarecare nepăsare.Totuși avem cu aceasta o legătură veche,adâncă
și cu totul aparte:nu am putea trăi dacă nu ar fi ea.
Apele reprezintă o resursă naturală regenerabilă, vulnerab ilă și limitată, element indispensabil
pentru viață și pentru societate, materie primă pentru activită țile productive, sursă de energie și cale
de transport, factor determinant în menținerea echilibrului eco logic.[1]
Sursă inepuizabilă a naturii,ap a nu este disponibilă în ca ntități suficiente în anumite perioade și
în anumite regiuni ale Terrei,în vreme ce necesitățile de consu m sporesc continuu.[2]
Poluarea înseamnă introducerea direct sau indirect, ca rezultat al activității umane, a unor
substanțe sau a căldurii în aer, apă sau pe sol, care poate dăuna sănătății umane sau
calității ecosistemelor acvatice sau celor terestre depend ente de cele acvatice, care poate
conduce la pagube materiale ale proprietății sau care pot dăuna sau obstrucționa serviciile
sau alte folosințe legale ale mediului.[1]
După definiția dată de O.N.U.,poluarea apei reprezintă mod ificarea în mod direct sau indirect a
compoziției normale a acesteia,ca urmare a activitații mediului într-o astfel de măsură încât
impietează asupra tuturor folosințelor la care apa putea servi în starea sa naturală. [2]
Apa nu este un produs comercial oarecare, ci este un patri moniu natural care trebuie protejat,
tratat și apărat ca atare. [ 1]
Apele fac parte din domeniul public al statului. Cunoaștere a, protecția, punerea în valoare și
utilizarea durabilă a resurselor de apă sunt acțiuni de interes general. [ 1]
Până în anul 2050 se anticipează că populația Terrei va dep ăși 9 miliarde.Pentru a satisface
nevoile de bază ale unamității sunt necesare tehnologii pentru a oferi surse sigure de apă în
producerea de alimente și energie,prin recuperarea sau remedier ea apei contaminate.Cea mai mare
cantitate de apă dulce este consumată în producția agricolă.[3]

I.1.2 APA CA ELEMENT AL VIEȚII

După Glosarul Hidrologic Internațional (1974) ,apa este faz a lichidă a unui compus chimic
constituită din două părți hidrogen și șaisprezece părți oxigen în greutate.Formula apei este H 2O în

8care dispunerea atomilor de hidrogen și oxigen se prezintă sub forma unui triunghi,așa cum se
observă în figura 1.Din punct de vedere teoretic,molecula de ap ă are un caracter de dipol
electric,polul negativ fiind dat de atomul de oxigen,iar cel po zitiv G la egală măsură de atomii de
hidrogen.Greutatea moleculară a apei este 18,însă cercetările e fectuate de Urey Levis și Mac
Donald,în 1933,au dovedit că în apele naturale se găsește,într- o proporție foarte mică și apa
grea(D 2O) cu o greutate moleculară de 20.Greutatea ei se datorează izo topului de hidrogen denumit
Deuteriu D,cu masa atomică de 2,0147.[4]

Fig. I.1.Structura moleculară a apei

Organismele vegetale și animale se comportă diferit în rap ort cu apa grea.Semințele nu
încoltesc,șoarecii suportă apa grea în organism în proporție de 40%,iar organismele acvatice până la
32%.[4]

I.1.3 CIRCUITUL APEI ÎN NATURĂ
Toată apa de pe Pământ este în continuă mișcare.Această ma re circulație a apei în natură
constituie un proces continuu,care are multiple și profunde imp licații în dezvoltarea vieții, a
civilizației omenești.Fenomenele succesive,pe care le suferă ap a au fost asimilate cu un circuit al
apei.[5]
Sub efectul razelor solare,aceasta se evaporă din sol,de l a suprafața oceanelor și de pe alte
suprafețe de apă,intrând în atmosferă.Ridicarea unei mase de ae r umed permite răcirea generală
necesară pentru a aduce vaporii la saturație și pentru a provoc a condensarea vaporilor sub formă de
picături care formează norii,în prezența nucleelor de condensar e.Apoi,vaporii de apă transportați și
temporar înmagazinați în nori sunt restituiți prin intermediul precipitațiilor oceanelor și
continentelor.O parte din ploaia care cade poate fi interceptat ă de către vegetație și apoi parțial
restituită sub formă de vapori atmosferei.Ploaia neinterceptată atinge solul.În funcție de condițiile
date,ea poate să se evapore direct de la suprafața solului,să c urgă la suprafață până la un curs de apă

9sau să se infiltreze în sol.De asemenea,putem întâlni înmagazin area temporară a apei infiltrate sub
formă de umiditate în sol,care poate fi utilizată de plante.Poa te avea loc percolarea spre zonele mai
adânci,contribuind astfel la reînnoirea rezervelor din pânzele subterane.Evaporarea pornind de la
sol,cursuri de apă și transpirația plantelor completează ciclul .[5]

I.2 CLASIFICAREA APELOR

Cantitatea de apă de pe Terra este de 1,38 miliarde de kilo metri cubi. Ea se repartizează în cinci
rezervoare interconectate, al căror ansamblu constituie hidrosf era.Acestea sunt:
– apele de suprafață (oceanele, râurile)
– depozitele de gheață și de zăpadă
– apele subterane – atmosfera
– biosfera
Durata staționării apei în fiecare rezervor este foarte var iabilă și are loc de la aproximativ nouă
zile pentru atmosferă până la mai multe mii de ani pentru gheța ri și oceane. [6]

I.2.1 CLASIFICAREA APELOR DE SUPRAFAȚĂ Apele de suprafață servesc pe ntru alimentarea cu apă,pentru irigații,pentru adăparea
animalelor,pentru nevoi industria le,pentru utilizări gospodăreș ti etc.
În țara noastră sunt stabilite trei categorii de calitate p entru apele de suprafață:
 Categoria I:apele de suprafață din această categorie servesc la a l i m e n t a r e a c u a p ă a
populației,ape utilizate in industria alimentară etc.
 Categoria a II-a :cuprinde ape u tilizate pentru sporturi nautic e,pentru agrement,pentru
dezvoltarea pisciculturii etc.
 Categoria a III-a:este alcătuită d i n a p e l e u z a t e p e n t r u n e v o i i ndustriale,altele decât cele
alimentare.[2]

I.2.2 CLASIFICAREA APELOR DIN P UNCT DE VEDERE ADMINISTRATIV

 Ape internaționale – reprezintă apele la care România este rive rană cu alte state, care intră
sau trec prin granițele țării, dar și apele la care interesele altor state au fost recunoscute prin
tratate și convenții internaționale;
 Ape teritoriale – reprezintă apele aflate de la țărmul țării no astre spre larg, a căror întindere
este stabilită de către lege;

10 Ape naționale – sunt reprezentate de fluviile, râurile, canalele și lacurile navigabile
interioare, precum și apele fluviilor și râurilor de frontieră de la malul român până la linia de
frontieră stabilită prin tratate, acorduri și convenții interna ționale.[7]

I.2.3 CLASIFICAREA APELOR UZATE

După ce au fost folosite, apele capătă denumirea de ape uza te. Ele pot fi ape uzate menajere și
ape uzate industriale. Apele uzate menajere sunt pr ovenite din act ivitatea gospoda rească în locuințe și unități de
folosință socială: restaurante, creșe, cămine, instituții etc.
Apele uzate industriale pot fi împărțite la rândul lor în 3 grupe:
 ape de răcire,la care principalul agent de poluare este căldura ;
 ape de spălare și transport,provenite din secțiile de condițion are a materiilor prime și de la
operațiile de spălare a instalațiilor chimice. Poluanții acesto r ape sunt impuritățile materiilor
prime și substanțele parțial dezvoltate din acestea;
 ape provenite din secțiile de pr oducție unde au fost utilizate direct în procesul de fabricație
ca mediu de dizolvare sau reacție. Ele conțin cantități importa nte de substanțe provenite din
materiile prime, intermediare și finite și din aceste motive fo rmează apele uzate cu efect
poluant major.[8]

I.3 CARACTERISTICILE FIZIC O-CHIMICE ALE APEI NATURALE

Apa se găsește în natură sub formă gazoasă,lichidă și solid ă.În stare gazoasă aceasta,constituită
din molecule simple ,provine din evaporarea de la suprafața Oce anului Planetar,din apele
uscatului,de la suprafața solului,din transpirația plantelor și a a n i m a l e l o r . Î n s t a r e l i c h i d ă a p a
alcătuiește hidrosfera sau învelișul de apă al Pământului repre zentat de oceane,mări,lacuri,râuri și
ape subterane.În stare solidă,apa se găsește sub formă de gheaț ă,în care este cantonată cea mai mare
parte a apei dulci în cele două calote polare și în ghețarii di n regiunile înalte.[4]

I.3.1 CARACTERISTICI FIZICE

Culoarea apei variază în raport cu lungimea stratului,fiind incoloră în cel e subțiri și albăstruie în
cele mai groase.Prezența sărurilor de fier dă apei o culoare ve rde-gălbuie,în timp ce clorurile una
albăstruie.[4] Transparența sau calitatea de a lăsa să treacă energia luminoasă se exprimă prin distanța în cm
până la care se pot distinge contururile unui obiect. [4]

11 Turbiditatea este dată de cantitatea de particule solide existente într-un volum de apă la un
moment dat și se exprimă ,de regulă,în g/l .[4]
Densitatea maximă a apei nu este la punctul de îngheț,ci la 4°C,când are cea mai ridicată valoare
1,00 g/cm3 după care odată cu scăderea temperaturii scade și densitatea , ajungând ca la 0°C să aibă
o densitate de 0,917 g/cm3.[4]
Temperatura apei este un element important și depinde de cea a mediului în conjurător.[4]
Conductibilitatea electrică sau însușirea apelor de a fi bune conducătoare de electricitat e se
datorează,în cea mai mare parte,impurităților și sărurilor dizo lvate ,fiind în raport direct cu
concentrația acestora.[4]
Unele proprietăți fizice ale a pei prezintă „anomalii”(alătu ri de HF, NH3 și mai puțin HCl), față
de a hidrurilor vecine în sistemul periodic (CH4, PH3, H2S, H2S e, HBretc.), datorită asociației
moleculelor apei prin legături de hidrogen. Aceste anomalii sun t: puncte de topire și de fierbere,
densitatea, capacitatea calorică și căldurile de topire și vapo rizare, care au valori mai ridicate.[9]
Punctele de topire și de fierbere ale apei au valori anormal de ridicate în comparație cu
hidrurile elementelor vecine din sistemul periodic; astfel, apa este un lichid la temperatura
obișnuită, în timp ce hidrurile elementelor vecine sunt gazoase .[9]
Tabel I.1 :Punctele de fierbere și de topire ale apei și hidr urilor vecine în sistemul periodic
Hidrură H 2 O CH 4 NH 3 HF SiH 4 PH 3 H2 S HCl
Punct de topire, °C 0 -184 -78 -83 -185 -133 -85 -115
Punct de fierbere,°C 100 -164 -33 +19,5 -112 -87 -61 -85

Căldura latentă de vaporizare a apei reprezintă cantitatea de căldură, exprimată în calorii,
consumată la temperatură constant ă (100°C) pentru o cantitate d e apă (1 gram în cazul căldurii
latente de vaporizare, lv și un mol în cazul căldurii latente m olare de vaporizare, Lv). Apa încălzită
într-un vas deschis, la presiunea atmosferică, începe să fiarbă la 100°C, temperatură care rămâne
constantă pentru apă și vapori până când dispare ultima picătur ă de apă; apoi, dacă aportul de
căldură continuă,vaporii se încălzesc peste această temperatură .Apa are căldurile de vaporizare lv =
540 cal·g-1 și Lv = 9729 cal·mol-1, mult mai mari decât ale altor substanțe, datorită legăturilor de
hidrogen care sunt mult mai tari decât legăturile van der Waals , care unesc moleculele lichidelor
nepolare.[9]
Presiunea de vapori a apei la o anumită temperatură reprezintă presiunea la care c oexistă cele
două stări de agregare ale apei: gazoasă și lichidă. Vaporii în echilibru cu lichidul se numesc
saturați.Presiunea exercitată de aranjarea tetraedrică în momen tul înghețării apei este de circa 16
atm. Astfel se explică de ce buteliile obișnuite din sticlă, ca re rezistă doar la 10 atm.,se sparg când
apa din ele îngheață.[9]

12 Constantele critice sunt temperatura, presiunea și volumul molar și sunt proprietă ți fizice
constante proprii ale apei (tabel I.2). Temperatura critică (Tc ) reprezintă tempe ratura deasupra
căreia vaporii de apă (aburul) nu pot fi lichefiați.Presiunea c ritică (Pc) a apei este presiunea minimă
necesară pentru a lichefia aburul la temperatura critică.Volumu l molar critic (Vc) reprezintă
volumul ocupat de un mol de apă la temperatura critică.[9]
Tabel I.2:Constantele critice ale apei
Temperatura critică Presiunea critică,atm Volumul molar critic, cm
3
°C K
218,5
57 374 647

I.3.2 CARACTERISTICI CHIMICE
Forțele van der Waals . Sunt legături slabe între molecule și cuprind mai multe tipur i de
interacțiuni între atomii nelegați chimic. Pentru apă sunt spec ifice forțele ion-dipol (forțe de
orientare) și forțele dipol-dipol (forțe de inducție). Acestea sunt forțe de natură electrostatică, iar
datorită faptului că sarcinile dipolilor permanenți sunt mai sl abe decât sarcinile ionilor, forțele de
atracție dintre dipoli sunt considerabil mai slabe decât legătu rile ionice.Forțele ion-dipoli intervin în
solvatarea ionilor.[9]
Legăturile de hidrogen . Sunt legături de natură electrostatică, dar de un tip special , depinzând
de prezența unui atom de hidrogen covalent și a doi atomi foart e electronegativi (F, O, N sau mai
rar Cl).Apa este o combinație deosebit de capabilă de a forma l egături de hidrogen, deoarece fiecare
moleculă de apă are doi atomi de hidrogen, legați de oxigen pri n legături covalente puternic
polarizate, ceea ce le conferă pozitivitate pronunțată și două perechi de electroni neparticipanți. Ea
poate forma astfel două legături de hidrogen.[9]
Legături ionice . În apa pură se formează spontan H
3O+ ș i O H-(autoionizarea apei) care pot
realiza legături predominant ionice cu ioni străini. Fenomenul este foarte frecvent în contact cu
molecule organice mari, care posedă atomi ionizați cum ar fi să rurile cuatern are de amoniu
R4N sau similare. Se formează așa -numitele asociații ionice în ca re ionii sau moleculele apei se
interpun între ionii organici.Legăturile ionice nu sunt o propr ietate primară a apei,
ci secundară, derivată din formarea ionilor H 3O+ și OH-.[9]
Legături covalent coordinative (donor-acceptor). Cu cele două perechi de electroni
neparticipanți, molecula de apă poate forma legături donor-acce ptor deci legături coordinative
în care fiecare pereche este donată. Aceste legături determină proprietățile ionizante și complexante
ale apei.[9]

13I.3.3 CALITATEA APELOR NATURALE
Calitatea apelor naturale este determinată, în general, de totalitatea substanțelor minerale sau
organice, gazele dizolvate, particulele în suspensie și organis mele vii prezente. Din punct de vedere
al stării lor,impuritățile pot fi solide, lichide sau gazoase. Acestea pot fi dispersate în apă și se pot
clasifica după dimensiunile particulelor dispersate în suspensi i, coloizi și soluții. [10]
Gazele dizolvate cele mai frecvente sunt oxigenul,dioxidul de carbon și hidrogenul sulfurat:
 Oxigenul este un gaz puțin solubil și se află dizolvat în apă s ub formă de molecule
O
2.Prezența oxigenului în apă condiționează prezența marii majori tăți a organismelor
acvatice.Apele de origine subterană conțin foarte puțin oxigen. [10]
 Dioxidul de carbon din apă este rezultatul respirației organism elor acvatice,proceselor
biochimice de degradare organică și de unele procese geochimice rezultate din contactul
apei cu solul.[10]
 Hidrogenul sulfurat are o proveniență telurică,fiind legat de e xistența unor zăcăminte de
sulf,care prin prezența sulfurilor sau sulfaților ,și în urma u nor procese chimice biogene,duc
la obținerea acestuia.Prezența lui în apă conferă gust și miros neplăcut acesteia și ridică
serioase probleme în folosirea apei subterane ca apă potabilă s au industrială.În funcție de
pH-ul apei,hidrogenul sulfurat se găsește sub următoarele forme :
-gaz dizolvat în apă la pH sub 5
-gaz dizolvat în apă și ioni de hidrosulfură(HS-) la pH îmtre 5 și 9
-ioni de hidrosulfură (HS-) și ioni de sulfură (S 2-)la pH peste 9.[10]

I.4 POLUAREA APELOR

Apele uzate provin din încărcarea apei din natură cu mater iale și substanțe care îi modifică
indicatorii de calitate, o poluează. Apa devine uzată prin util izarea ei de către om, în cele mai
diverse scopuri practice și prin contactul apelor meteorice (pl oaie, zăpadă) cu produse ale activității
umane, care se găsesc în aer și pe sol. În primul caz, întrucât domeniile de folosire a apei îmbracă
cele mai diverse forme (apă potabilă,alimentarea cu apă a indus triei, alimentarea cu apă a
agriculturii, piscicultura, scopuri urbanistice și de agrement) , posibilitățile de poluare a acesteia sunt
foarte mari.[11]

I.4.1 TIPURI DE POLUARE

Poluarea apei poate fi împărțită după mai multe criterii:
1.După perioada de timp cât acționează agentul impurificator:
a. permanentă sau sistematică;
b. periodică;

14c. accidentală.
2.După concentrația și compoziția apei:
a. impurificare (reducerea capacității de utilizare);
b. murdărire (modificarea compoziției și a aspectului fizic al apei);
c. degradare (poluarea gravă, ceea ce o face improprie folosiri i);
d. otrăvire (poluare gravă cu substanțe toxice). 3.După modul de producere a poluării:
a. naturală;
b. artificială (antropică).
Poluarea artificială cuprinde:p oluarea urbană, industrială, ag ricolă, radioactivă și termică.
4.După natura substanțelor impurificatoare: a. poluare fizică (poluarea datorată apelor termice);
b. poluarea chimică (poluarea cu reziduuri petroliere, fenoli,d etergenți, pesticide, substanțe
cancerigene, substanțe chimice specifice diverselor industrii ) ;
c. poluarea biologică (poluarea cu bacterii patogene, drojdii p atogene, protozoare patogene, viermii
paraziți,enterovirusurile, bacterii saprofite,fungii, algele, c rustaceii etc.);
d. poluarea radioactivă.[12]
Poluarea fizică este produsă de agenți fizici precum temp eraturile ridicate,caz în care se numește
poluare termică.Poluarea termică constă în ridicarea temperatur ii zonale a unei surse de apă și se
produce prin deversarea apelor uzate de răcire de la diferite a ctivități industriale.Mărirea
temperaturii apei de suprafață pe o anumită zonă determină apar iția unor dezechilibre biologice
împiedicand procesul de autoepurare.
Poluarea radioactivă se poate datora atât unor cauze natural e,când apa străbate straturi de roci care
conțin elemente radioactive cât și a unor cauze artificiale ,câ nd apa se impurifică cu substanțe
radioactive în timpul unor procese de lucru cum ar fi exploatar ea și prelucrarea minereurilor
radioactive, producerea materialului nuclear, centrale atomoele ctrice, laboratoare de cercetare,
medicină, agricultură etc.
Poluare biologică este provocată de pătrunderea în apele nat urale a unor agenți biologici ,precum
microorganismele (bacterii,viruși,ciuperci microscopice) sau a unor substanțe organice care
impurifică apele de suprafață provenind din apele menajere urba ne,apele uzate din industria
alimentară(abatoare,fabrici de prelucrare a laptelui,fabrici de bere,de zahăr),din industria celulozei
si hartiei.
Poluare chimică este rezultatul deversării în apele naturale a unor compuși minerali sau
organici,utilizați în agricultură (azotați,fosfați,pesticide) s au în diferite ramuri industriale (metale
grele,hidrocarburi,substanțe organice de sinteză).Poluarea chim ică este cea mai frecventă și cea mai
agresivă formă de poluare care se produce de multe ori în mod c onștient.[13]

15I.4.2 SURSE DE POLUARE A APEI

Principalele surse de poluare a apei sunt prezentate în tabe lul I.3.[13]
Tabel I.3:Surse de poluare a apei

Categorie Sursă Procesul generator de
poluare Agenții poluanți

Ape uzate
industriale

Industria minieră Prepararea minereurilor
metalifere și
nemetalifere; Preparațiile de cărbune;
Flotațiile;
Extracția și prelucrarea
minereurilor radioactive -săruri de metale
grele;
-particule în suspensie
-produși organici
-deșeuri radioactive.
Industria metalurgică Procedee
pirometalurgice și Hidrometalurgice;
Procese de răcire;
Procese de spălare. -suspensii insolubile;
– ioni de metale grele;
– fenoli;
– cianuri;
Industria
chimică Apa de răcire, dizolvare
și reacție din procesele
tehnologice de fabricare
a substanțelor organice
și anorganice – acizi;
– baze;
– săruri;
– cenușă;
– suspensii; – coloranți;

Industria
petrolului și petrochimică Extracția țițeiului,
transpotul și depozitarea țițeiului și fracțiunilor
sale, transportul naval,
accidentele tancurilor
petroliere -petrol;
-produse petroliere; – compuși fenolici și
aromatici;
-hidrogen sulfurat;
– acizi naftenici.
Industria
Termoenergetică Deversarea lichidelor
calde din sistemele de răcire a instalațiilor sau
centralelor electrice Deversarea lichidelor
calde din sistemele de răcire a instalațiilor sau
centralelor electrice
Industria
alimentară Procese de fabricare și
Prelucrare -substanțe organice;
-germeni patogeni.
Industria celulozei și hârtiei Procesele de fabricare și
Prelucrare – acizi organici;
– rășini;
– zaharuri;
– coloranți; -compuși cu sulf;
-suspensii;
-celuloză.
Ape uzate
menajere Locuințe
Înstituții publice
Școli Folosirea apei ca agent
de spălare și curățare -produse petroliere;
– detergenți;
– pesticide; – substanțe minerale.

16
I.4.3 PROCESE AFECTATE DE POLUAREA APEI Ca urmare a poluării apei pot fi perturbate următoarele proc ese:
a. Alimentarea cu apă potabilă a centrelor urbane (impurificare a apei cu reziduuri menajere și
industriale, cu germeni patogeni, substanțe toxice etc.);
b. Alimentarea cu apă a unităților industriale (apa tehnologică poate fi impurificată cu anumiți
poluanți indezirabili în anumite procese tehnologice);
c. Alimentarea cu apă a crescătoriilor de animale (concentrații mici de substanțe toxice pot afecta
sănătatea animalelor);
d. Irigațiile (plantele pot fi afectate de prezența în apa de i rigat a metalelor grele, borului, sodiului
etc.); e. Piscicultura (deversarea în emisar a unor ape reziduale cu s ubstanțe toxice: cianura de sodiu,
cuprul, zincul, fenolul, amoniacul etc.);
f. Centralele hidroelectrice (creșterea corozivitătii apei râur ilor și fluviilor aferente centralelor pot
avea un impact negativ asupra f uncționării normale a utilajelor centralei);
g. Sportul de agrement și turismul (poluarea lacurilor și râuri lor de agrement cu alge, de exemplu,
poate conduce la mirosuri ofensive și aspecte inestetice care s cad interesul turistic);
h. Navigația (poluarea apelor f luviale și marine conduce la cre șterea acidității și corozivității acestor
ape, cu efecte negative asupra părții metalice a navelor; depoz itarea cantitativă a unor
substanțe în suspensie poate perturba circulația navelor).[13]
I.4.4 FACTORI CARE CONDUC LA POLUAREA APEI

Factorii care conduc la poluarea apei sunt:
 Factori demografici pentru care poluarea este direct proporțion ală cu densitatea populației și
reprezentați de numărul populației din acea zonă;
 Factori urbanistici corespunzători dezvoltării așezărilor umane ,care utilizează cantități mari
de apă pe care le întorc în natură sub formă de ape uzate,inten s impurificate;
 Factori industriali,numiți și factori economici,sunt reprezenta ți de nivelul de dezvoltare
economică.[2]

I.5 EPURAREA APELOR REZIDUALE

Apa este una dintre cele mai im portante resurse pentru om și pe ntru îmtregul regn animal și
vegetal.Element indispensabil vieții,este resursa fundamentală necesară fără de care nu ar fi posibilă
desfășurarea activitaților omului și nici viața pe Terra.Calita tea apei este serios afectată de

17inconștiența oamenilor ce deversează apă uzată în apele curate. Singura soluție de a îndrepta răul
deja făcut este epurarea. [14]
Epurarea apelor uzate constituie ansamblul procedeelor fiz ice, chimice, biologice și
bacteriologice, prin care se reduce încărcarea în substanțe pol uante organice sau anorganice și în
bacterii, în scopul protecției mediului înconjurător .Ea are ca rezultat
obținerea unor ape curate, în diferite grade de purificare, în funcție de tehnologiile și
echipamentele folosite, precum și un amestec de corpuri și subs tanțe care sunt denumite,
generic,nămoluri.[14]
Asocierea celor trei faze de epurare: mecanică, fizico-chim ică și biologică a fost concepută în
vederea obținerii unui randament sporit de îndepărtare a impuri tăților existente în apele reziduale
brute, pentru redarea lor în circuitul apelor de suprafață,la p arametrii avizați de normele în
vigoare.[14] I.5.1 EPURAREA MECANICĂ

Epurarea mecanică realizează în prima etapă îndepărtarea m ateriilor grosiere în suspensie, mai
mari de 1 milimetru, în general solide organice plutitoare, pri n reținerea lor pe grătare și site. În a
doua etapă, prin procese de decantare gravitațională, în instal ații numite deznisipatoare, se
îndepărtează suspensiile constituite din particule minerale (so l și nisip). Materiile grosiere se
îndepărtează pentru protejarea pompelor și evitarea înfundării conductelor. Apele uzate, după
primele două etape, sunt conduse în instalații numite decantoa re primare, unde se sedimentează
restul de substanțe în suspensie și parțial cele aflate în disp ersie coloidală, care conțin și substanțe
organice.[15]

I.5.2 EPURAREA FIZICO-CHIMICĂ

Această metodă utilizează pen tru îndepărtarea poluanților procese chimice si fizico-chimice.
Metoda se aplică apelor uzate industriale și altor categorii de ape când se urmărește o epurare rapidă
și eficientă,atât poluanților în suspensie, cât si celor dizolv ați.Astfel, materiile în suspensie fină care
nu se decantează în decantorul primar, ele aflându-se dispersat e coloidal, se elimină cu ajutorul unor
reactivi chimici, numiți coagulanți (de exemplu săruri de Al si Fe în asociere cu alți reactivi), se mai
folosesc și coagulanți sintetici numiți polielectroliți.[15]
Aplicarea procedeului de decantare cu coagulanți asigură eliminarea materiilor în suspensie în
proportie de peste 95% și reduce conținutul de substanțe organi ce dizolvate.
Pentru eliminarea poluanților dizolvați se recurge la reacții c himice în care reactivul introdus
formează cu poluantul un produs greu solubil, care se depune pe fundul bazinului de reacție sau e

18descompus sau transformat într-o substanță inactivă.Astfel se p ot elimina din soluție: metale grele,
cianuri, fenoli, coloranți etc. Ca reactivi se utilizează lapte le de var, clorul, ozonul.[15]
I.5.3 EPURAREA BIOLOGICĂ

Se mai numește epurare secundară și se aplică pentru elimi narea din apă a poluanților organici
biodegradabili, care pot constitui hrană pentru microorganisme. Eliminarea substanțelor organice
dizolvate în apă se face prin adsorbția lor la suprafața celule lor microorganismelor, în principal
bacterii.Ca urmare, apar noi celule de bacterii și așa-numiții metaboliți: bioxid de carbon, săruri
minerale etc. Materialul celular format se prezintă sub formă d e flocoane aglomerate sau pelicule
relativ ușor decantabile. Se practică trei procedee principale de epurare biologică:
 Cu nămol activ
Instalația de epurare includ e un bazin de aerare numit aer otanc, în care apa uzată provenită de la
decantorul primar este aerată puternic cu ajutorul unor dispozi tive de insuflare a aerului și un bazin
de sedimentare – decantorul secundar.În timpul staționării apei (2-4 ore) în aerotanc se formează
flocoane de microorganisme care consumă substanța organică polu antă, ducând la formarea unui
material celular cu aspect de nămol.Acesta este sedimentat în d ecantorul secundar și utilizat parțial
pentru însămânțarea aerotancului, iar excesul e îndepartat sau condus în altă instalație a stației de
epurare. Apa rezultată este epurată în proporție de 85-95%.[12]
 Cu biofiltre
În acest caz instalația de epurare conține un biofiltru ,ca re este un turn de 1-4 m înălțime ,ce
conține o umplutură cu material inert ,formată din piatră sau m ase plastice și un decantor
secundar.Apa uzată provenită de la decantorul primar este intro dusă prin partea superioară a
biofiltrului și cade liber pe materialul de umplutură,în contra curent cu aerul.Pe suprafețele
materialului se formează o peliculă ce are o compoziție asemănă toare nămolului activ ,de care
diferă prin repartiția grupelor de microorganisme .La nămolul a ctiv biocenoza este relativ uniformă
în masa aerotancului. Eficiența biofiltrelor este de 70-80%.[12 ]
 Cu iazuri de oxidare
Se utilizează ca un procedeu de epurare globală pentru ape uzate cu volum relativ mic.Iazul
biologic poate fi amenajat în bazine de pământ cu adâncime mică (sub 1 m). El poate prelua toate
operațiile efectuate în treptele stației de epurare: decantare primară, epurare biologică, decantare
secundară etc. sau poate fi util izat în completarea decantoarel or primare ca treaptă de epurare
biologică. Populațiile de microorganisme care participă la epur are în iazuri sunt aceleași ca și în
instalații si în plus se adaugă și algele care prin procesul de fotosinteză aduc un aport de oxigen.[12]

19
I.5.4 EFICIENȚA PROCEDEELOR DE EPURARE A APEI
Eficiența proceselor de epurare a apei este prezentată în t abelul I.4.[15]
Tabel I.4:Eficiența proceselor de epurare a apei

I.6 TEHNICI DE TRATA RE A APELOR REZIDUALE

I.6.1 TEHNICI CURENTE DE TRATARE A APELOR REZIDUALE

Sitarea este o operație ce se realizează cu ajutorul unor grătare,site sau microsite.Diferențierea
acestor instalații se face,în special,prin mărirea spațiilor sa u ochiurilor prin care este lăsată apa să
treacă.Astfel,se diferențiază sitare grosieră(grătare cu spații între bare de 30-100mm),sitare
medie(site cu spații de 10-25 mm),sitare fină(site su spații de 3-10 mm).[10]
Predimensionarea are scopul de a reține din apă pietrișul,nisipul sau alte part icule materiale care
se pot depune ulterior pe canale și conducte,pentru a proteja p ompele și restul aparaturii de acțiunea
abrazivă a acestora.Această fază se realizează în deznisipatoar e și predecantoare.Deznisipatoarele
sunt destinate reținerii particulelor de nisip din apă-particul e solide cu dimensiunea mai mare de 0.2
mm, având o viteză naturală de depunere în apă destul de mare.A ceasta permite ca timpul de
staționare a apei în deznisipator să fie de ordinul a catorva m inute și viteza de trecere a apei de 0.1-
0.5 m/s.[10]
Coagularea-flocularea se realizează prin utilizarea unor reactivi de coagulare,care prin
dizolvarea lor în apă produc ioni de semn contrar particulelor coloidale.Neutralizarea parțială a
acestor sarcini conduce la aglomerarea coloizilor în flocoane-a gregate mai mari și grele.În acest
mod se reduce considerabil timpul de depunere al lor.Prin acest proces de coagulare-floculare are
loc o reducere considerabilă a turbidității,precum și a culorii apei.[10]
Decantarea apei este un proces de separare a par ticulelor solide în suspensie, prin acțiunea
forțelor de gravitație,astfel că amestecul lichid-solid este se parat în lichidul limpezit,pe de o parte,și
suspensiile concentrate ,pe de altă parte.Acest proces se reali zează în construcții speciale,numite
decantoare.[10] Procedeu Îndepărta re,%
CBO 5 CCO Suspensii Bacterii
Trecere prin site 5-10 5-15 2-20 10-20
Clorinare 15-30 – – 90-95
Decantare 25-40 20-35 40-70 25-75
Coagulare/floculare 50-85 40-70 70-90 40-80
Epurare în biofiltru 50-95 50-80 50-92 90-95
Epurare cu nămol activ 55-95 50-80 55-95 90-98
Epurare în iaz biologic 90-95 70-80 85-95 95-98
Clorinare finală – – – 98-99

20 Filtrarea apei este un procedeu de separare a solidelor de lichide,prin care materiile în suspensie
sunt separate de lichid prin trecerea amestecului printr-un mat erial poros-filtrant-care reține
materiile solide și lasă să treacă lichidul,denumit și filtrant .În domeniul tratării și epurării apelor,
filtrarea are ca scop separarea materiilor solide din apă,în v ederea limpezirii apelor pentru folosirea
sau refolosirea lor,precum și pe ntru hidratarea nămolurilor rez ultate din instalațiile de tratare și
epurare.[10] Dezinfecția apei :în general se supune dezinfecției apa care a trecut prin cele lalte stadii de
corectare-coagulare,decantare,filtrare-deoarece în apa limpezit ă nu mai există particule de material
în suspensie în care să rămână bacterii neinfluențate de mijloa cele de dezinfecție.Dezinfecția se
poate realiza prin diferite pro cedee,în cadrul cărora apa poate fi supusă acțiunii clorului(clorurare),
ozonului(ozonificare),razelor ul traviolete,sărurilor metalelor grele(argint,cupru).[10]
I.6.2 TEHNICI SPECIALE DE TRATARE A APELOR REZIDUALE:

Aerarea apei se practică pentru eliminarea mirosului și gustului neplă cut a apei,mărirea
capacității de oxidare a unor substanțe ca fier,mangan,diferite substanțe organice.Realizarea acestei
operații se face ,în principal,prin două metode:
-prin injectare de aer în masa apei
-prin mărirea suprafeței de contact apă-aer
Injectarea de aer în masa apei se face fie prin injectarea prop riu zisă de aer sub presiune(tuburi sau
plăci poroase),fie prin dispozitive de agitare mecanică la supr afața apei(agitatoare).
Mărirea suprafeței de contact dintre aer și apă constă în pulve rizarea apei la nivel de picături,
mărindu-se astfel suprafața de c ontact dintre aer și apă,care s ă permită îmbogățirea conținutului în
oxigen al apei. Schimbătorii de ioni sunt polielectroliți macromoleculari,la care un tip de ioni(ca tionul sau
anionul) este fixat de polimerul insolubil,iar ionul contrar se poate mișca liber,putând fi schimbat.
În tratarea apei ,schimbătorii de ioni pot fi folosiți la :
-alimentarea cu apă a cazanelor
-circuitele primare ale reactorilor nucleari
– apa tehnologică pentru industria chimică,textilă,a hartiei ș i celulozei
-apa ultrapură,necesară la fabricarea unor piese electronice
-prepararea băuturilor Osmoza se definește ca fiind trecerea spontană a unui lichid dintr-o soluție diluată în alta mai
concentrată,printr-o membrană semipermeabilă,care permite trece rea solvenților,nu însă și a
substanțelor dizolvate.[10]

21
I.7 CĂRBUNELE ACTIV

I.7.1 CARACTERISTICILE CĂRBUNELUI ACTIV
Cărbunele activ este un material solid, pe bază de c a r b o n a m o r f , c u p o r o z i t a t e ș i
suprafață specifică (internă) mari, cu o bună activitate ca adsorbant (reține relativ repede
proporții mari de substanțe impurificatoare din apa cu care v ine în contact, chiar și la concentrații
mici ale acesteia). Acesta se produce din orice material organic cu conținut ri dicat de carbon: cărbune, lemn, turbă,
coji și sâmburi ale fructelor etc. [10]
Cărbunele activ este cunoscut ca un adsorbant eficient dato rită porozității foarte
dezvoltate,suprafeței mari care poate atinge 3000 m
2 g-1 și gradului înalt de reactivitate a
suprafeței.Aceste caracteristici unice fac din cărbunele activ un material cu mai multe
întrebuințări,fiind studiat atât ca adsorbant,cât și ca suport catalitic pentru îndepărtarea poluanților
din fazele gazoase și lichide ,recuperare de chimicale și purif icare.[16]
Textura cărbunelui activ include o gamă largă de pori care pot fi clasificați după dimensiunea lor
astfel:micropori(<2 nm),mezopori(2-50 nm) și macropori (>50 nm) .În ordinea creșterii capacității
de adsorbție,rețeaua de pori trebuie să se dezvolte în timpul p reparării cărbunelui activ prin
aplicarea tratamentelor fizice sau chimice adecvate.[16]
Activarea fizică se face în mod normal prin carbonizare,ur mată de activare propriu zisă,utilizând
abur sau dioxid de carbon.În tim pul carbonizării,materialul est e supus pirolizei pentru a îndepărta
elementele fără carbon,apoi activarea se produce la temperaturi începând cu 700 până la
1000°C,utilizând gaze care deschi d și dezvoltă porozitatea mate rialului carbonizat.[16]
Activarea chimică este o metodă care presupune o singură e tapă și anume utilizarea agenților de
activare chimici.Aceștia ajută la dezvoltarea porozității cărbu nelui activ,prin deshidratare și
degradare.Amestecul substanței c himice și a cărbunelui este apo i încălzit la o temperatură de maxim
750 °C.Utilizarea unei temperaturi scăzute,comparativ cu activa rea fizică,este compensată de
interacțiile care apar între agenți și cărbune.[16]
Avantajele principale ale activării chimice sunt:randament ridicat,temperatură de activare
scăzută,ceea ce presupune costuri mici de energie,timp mic pent ru activare și porozitate înalt
dezvoltată.Dezavantajele sunt date de costurile agenților activ atori și necesitatea efectuării unei
spălări suplimentare pentru îndepărtarea acestora.[16]
Unul din factorii care influ ențează capacitatea de adsorbț ie, în afara caracteristicilor specifice
materialelor cu care intră în contact, este suprafața specifică , și anume raportul dintre masă și
suprafață, asupra careia acț ionează carbonul activ .[17]

22

Fig.I.2 Structura cărbunelui activ

Capacitatea de adsorbție a căr bunelui era cunoscută cu mult timp în urmă, în epoca renascentistă
apa fiind lăsată să curgă peste o suprafață de cărbuni pentru a i îmbunătăți claritatea și gustul.Măștile
de gaz din primul război mondial erau căptușite cu cartușe din cărbuni activi, astfel că în caz de
otrăvire prin ingerare, în afara clasicelor spălături gastrice, se administrau și cărbuni activi.
Eficiența lor înceta atunci când structura externă a carbonului era saturată, acesta nemaiputând să
adsoarbă.[17]

I.7.2 TIPURI DE CĂRBUNE ACTIV

Cărbunele activ se poate găsi s ub diferite forme și anume:g ranular,alimentar,fibros și pulbere.
1.Cărbunele activ granular poate f i preparat din materiale grel e,cum ar fi coji de nucă de cocos.Este
în general utilizat la coloanele cu umplutură de tratare a gaze lor și lichidelor,putând fi ușor
regenerat.
2.Cărbunele activ alimentar este obținut din material brut,fiin d în general amestecat cu lichidul care
trebuie tratat și eliminat după aceea.Deși este format din part icule mici,realizează o adsorbție
eficientă,iar decantarea și îndepărtarea tind să fie mai încete decât în cazul utilizării cărbunelui activ
granular.
3.Cărbunele activ fibros poate fi preparat din materii prime po limerice omogene ,iar în comparație
cu cel granular și fibros prezintă o distribuție monodisperdată a dimensiunilor porilor.Forma
fibrelor sale subțiri îmbunătățe ște adsorbția în interiorul par ticulei.
4.Cărbunele activ pulbere a fost dezvoltat inițial la începutul anilor 1970,utilizat ca precursor
fenolic sau viscoză și este considerat un adsorbant excelent da torită scăderii presiunii în timpul
procesului,contact eficient și flexibilitate.[16]

23I.7.3 ÎNDEPĂRTAREA POLUANȚILOR DIN SOLUȚIILE APOASE UTILIZÂND

CĂRBUNELE ACTIV

Adsorbția compușilor organici și anorganici din soluții apo ase s-a dovedit a fi o aplicare
importantă a cărbunelui activ.Se știe că aproximativ 80 % din producția de cărbune activ este
utilizată pentru faza lichidă.De asemenea,tratarea apelor uzate și a celor subterane contaminate
utilizând cărbunele activ este în creștere . În utilizarea cărb unelui activ,procesul de adsorbție este
rezultatul interacțiilor dintre suprafața cărbunelui și substan ța adsorbită,care pot fi de tip
electrostatic sau neelectrostatic.Când adsorbantul este un elec trolit care disociază în soluții
apoase,apar interacțiile electrostatice,ce pot fi de atracție s au de respingere,în fu ncție de:densitatea
de încărcare a suprafeței cărbunelui,caracteristicile chimice a le adsorbantului și rezistența ionică a
soluției.Interacțiile neelectrost atice sunt întotdeauna de atra cție și pot fi:forțe Wan der
Waals,interacții hidrofobice și legături de hidrogen.Conform lu i Moreno-Castilla,proprietățile
substanței adsorbite care influențează în mod special procesul de adsorbție a cărbunelui activ
sunt:masa moleculară,solubilitatea,pka și natura substituențilo r(în cazul celor aromatice).Masa
moleculară determină accesibilita tea substanței adsorbite în po rii cărbunelui,solubilitatea indică
gradul interacțiilor hidrofobe între adsorbat și suprafața cărb unelui și pka controlează disocierea
substanței care se adsoarbe (dacă aceasta este un electrolit).C ând adsorbatul este
aromatic,substituenții nucleului aromatic au abilitatea de a p rimi sau de a ceda electroni ,care
afectează interacțiile neelectr ostatice dintre adsorbat și supr afața căbunelui activ.[16]
I.7.3.1 ADSORBȚIA POLUANȚILOR ORGANICI
Eliberarea de deșeuri industriale (generate de activitățile d in industria chimică) și levigarea
terenurilor agricole și forestie re (când se utilizează pesticid e și îngrășăminte chimice) reprezintă
principalele surse de poluare organică a cursurilor de apă.Apli carea tratamentelor biologice
convenționale pentru îndepărtarea contaminanților organici din soluțiile apoase s-au dovedit a fi
foarte ineficiente,însă rezultatele satisfăcătoare utilizând că rbunele activ au condus la aplicarea pe
scară largă a îndepărtării compușilor organici utilizând acest adsorbant.Literatura a pus la dispoziție
foarte multe studii prin care s-a comparat adsorbția poluanțilo r organici și a celor
anorganici,probabil datorită complexității mecanismelor de elim inare a compușilor
organici.Totuși,unele metode de îndepărtare a anumitor contamin anți rămân încă ambigue.Radovic
și alții au adus argumente pe baza unui experiment solid și un suport teoretic:adsorbția compușilor
organici are o parte fizică și o parte chimică , iar concentraț iile adsorbantului și adsorbatului pot fi
modificate pe baza substituenților nucleului aromatic.Există op inii diferite despre faptul că în
formarea complexelor electron donor-acceptor ,adsorbatul sau ad sorbantul acționează ca electron

24donor.Cele mai importante caracteristici ale cărbunelui activ î n adsorbția compușilor organici sunt
distribuția porilor,suprafața activă și conținutul de materii m inerale.Capacitatea de adsorbție
depinde de accesibilitatea molecu lelor organice față de porii a dsorbantului.[16]

I.7.3.2 ADSORBȚIA METALELOR GRELE
Activitățile industriale (mineritul,pictura,fabricarea m așinilor,metalurgie ) și activitățile
agricole ( îngrășămintele sunt intens utilizate) sunt principal ele activități de contaminare cu metale
grele,care sunt considerate unul dintre cele mai mari hazarde î n ceea ce privește poluarea
apei.Conform Organizației Mondiale a Sănătății,cele mai toxice metale sunt cadmiu,crom
,cupru,mercur și nichel.Mai multe studii demonstrează faptul că îndepărtarea metalelor grele
utilizând cărbune activ este favorabilă din punct de vedere eco nomic și ușor de realizat din punct de
vedere tehnologic.Adsorbția ionilor metalici din soluții apoase este departe de a fi un proces
simplu.Speciile metalice au dimensiuni mici,fiind frecvent întâ lnite în soluție,interacțiile
predominante în procesul de adsorbție cu cărbune activ fiind de natură electrostatică.Factorii
principali care controlează această adsorbție sunt:chimismul io nului metalic,pH-ul soluției ,punctul
de încărcare zero ,aria și compoziția suprafeței,dimensiunea sp eciilor adsorbite (ionii hidrați în jur
de 1-1,8 nm).Sanchez-Polo și Rivera-Utrilla au studiat interacț iile adsorbant/adsorbat pentru cadmiu
și mercur folosind cărbunele activ în atmosferă de ozon,concluz ionând că forțele dominante în
adsorbția cadmiului sunt cele electrostatice,iar pentru mercur cele de dispersie.Cromul a fost și el
studiat în aceleași c ondiții,observându-se importanța atât a fo rțelor electrostatice,cât și
neelectrostatice.[16]
I.7.4 MATERII PRIME PENTRU PREPARAREA CĂRBUNELUI ACTIV

Cărbunele activ poate fi preparat dintr-o gamă largă de ma terii prime ,care trebuie să fie
abundente și ieftine,cu conținut ridicat de carbon și puțini co mpuși anorganici.Acestea trebuie să fie
ușor de activat .Utilizarea pe scară largă a cărbunelui se dato rează costului scăzut și obținerii ușoare
a acestuia.Proprietățile de adsorbție ale fiecărui tip de cărbu ne depind de natura materialului vegetal
și de transformările fizice și chimice care au loc în timpul fo rmării cărbunelui.
Prepararea cărbunelui din deșeuri este foarte avantajoasă,m ai ales din punct de vedere economic
și a mediului înconjurător.O mare varietate de cărbuni activi a u foat preparați din deșeuri
convenționale (din agricultură și industria lemnului) și deșeur i neconvenționale (din activități
industriale).

25 Deșeuri convenționale
Datorită abundenței lor,deșeurile agricole prezintă valori economice scăzute,în plus,depozitările
lor actuale creează degradări semnificative mediului înconjurăt or.Aceste deșeuri sunt o sursă
importantă în prepararea cărbunelui activ,datorită conținutului scăzut de cenușă și duritate
rezonabilă.Așadar,transformarea deșeurilor agricole în cărbune activ este o alternativă care pare să
ducă la rezolvarea problemelor mediului înconjurător și totodat ă să reducă costurile de preparare ale
cărbunelui activ.În prezent,există un număr mare de studii focu sate pe utilizarea deșeurilor cu
rigidități considerabile,cum ar fi cojile sau sâmburii fructelo r ca nuci,arahide,măsline,migdale,caise
și cireșe,dar și deșeurile rezultate din producerea cerealelor ca orez,cafea,soia,porumb,ulei de coajă
de palmier.[16]

 Deșeurile neconvenționale

Activitățile economice ale societății moderne au creat un model de producție,consumare și
depozitare.Este vorba de o acumulare de deșeuri industriale și deșeuri ale produselor după utilizarea
acestora,care prin natura lor su nt greu de regenerat ,de aceea ele sfârșesc prin a fi incinerate.
Resturile plastice,deșeuri industriale ca smoala ,reziduuri polimerice,cauciuc,nămolurile din
stațiile de epurare sunt materii prime pentru producerea cărbun elui activ.[16]

I.7.4.1 PREPARAREA CĂRBUNELUI ACTIV DIN LEMN DE PAULOWNIA
Paulownia este un gen economic important cu nouă specii d e plante din familia
Scrophulariaceae,cu o creștere foarte rapidă,ceea ce a dus la e xistența mai multor culturi în diferite
părți ale lumii.În Turcia,acestea ocupă o suprafață de aproxima tiv 20,2 milioane hectare,dintre care
se utilizează 11,4 .Pădurile de Paulownia ajută la protecția me diului înconjurător,diminuând
erodarea solului și furnizarea unei game largi de produse chimi ce și materiale utile,dar și de
energie.Plantele Paulownia pot atinge o înâlțime de aproximativ 15-20 metri în cinci ani .Copacii
aparținând acestei specii au mai multe întrebuințări,cum ar fi producerea de furaje și fertilizanți din
frunzele acestora,iar florile pe ntru producerea mierii.Se obțin de asemenea cherestea și hârtie
fină.Însă cea mai importantă utilizare dovedită de mai multe st udii este producerea cărbunelui
activ.Lemnul de Paulownia s-a dovedit a fi o materie primă idea lă datorită abundenței
acestuia,randament de biomasă ridicat,preț scăzut.Activarea chi mică a cărbunelui obținut din acest
t i p d e l e m n s e f a c e c u H
3 PO 4 .Au fost investigate influența temperaturii finale de carboniza re
,raportul de impregnare asupra randamentului cărbunelui activ,s uprafața și porozitatea .Primele
două au un efect semnificativ asupra caracteristicilor porilor. Volumul acestora și suprafața

26cărbunelui cresc odată cu rația de impregnare,dar și cu temper atura de carbonizare finală,care are o
valoare aproximativă de 400 °C.Depășirea acesteia poate afecta structura cărbunelui,care s-a
dovedit a fi formată atât din micropori,cât și din mezopori.Aci dul fosforic duce la creșterea
porozității și oferă suprafeței c ărbunelui caracter acid.[18]

I.7.4.2 PREPARAREA CĂRBUNELUI ACTIV DIN REZIDUU DE CAFEA

Contaminarea apei naturale reprezintă o problemă a mediulu i înconjurător care este frecvent
discutată în diferite sectoare ale societății.Principala altern ativă de rezolvare a acestei probleme este
utilizarea adsorbanților pentru îndepărtarea poluanților din so luțiile apoase,ceea ce a implicat
găsirea celor mai eficiente și în același timp ieftine material e pentru prepararea acestora.Cărbunele
activ s-a dovedit a fi cel mai u tilizat adsorbant,îndepărtând c oloranți,metale și compuși
organici,fiind folosit în procese ca filtrare,purificare,decolo rare,declorinare.Obținerea acestuia se
poate face din materiale vegetale ca lemn,reziduuri,uleiuri,sem ințele fructelor și plantelor sau din
materiale polimerice.Utilizarea deșeurilor agricole este ajanta joasă,deoarece implică costuri scăzute
și provin din surce regenerab ile.În Brazilia,cafeaua este un pr odus agricol primar și generează un
volum mare de reziduuri ,mai ales datorită cantităților mari de fructe utilizate ca produs final.În
fiecare an aproximativ 30 milioane de tone de deșeuri solide su nt produse,majoritatea inadecvat
depozitate.Datorită unor anteced ente din Tailanda și Columbia î n ceea ce privește prepararea
cărbunelui activ din reziduu de cafea,cantitatea de acest deșeu pus la dispoziție în Brazilia este
limitată.Activarea acestuia se face cu KOH,ZnCl 2 sau H 3 PO 4 .Insă FeCl 3 ,având caracteristici
similare cu ZnCl 2 ,s-a dovedit a fi un bun agent de activare.Deoarece în soluții apoase,cationul de Fe
este mai mare decât cationul de Zn,acesta duce la obținerea unu i cărbune activ din reziduu de cafea
cu un număr de pori mai mare,sarea de Fier fiind și mai ieftină față de sarea de Zinc.Se obține un
adsorbant cu suprafață specifică mare și pori de dimensiuni mar i,îndepărtând eficient fenolii și
coloranții bazici.[19]

I.8 CARACTERISTICILE NITROFENOLILOR

Nitrofenolii sunt antropici,toxici,inhibitori și compuși or ganici bio-refractari,adică au capacitatea
de a rezista la temperaturi îna lte fără a-și modifica compoziți a,structura și caracteristicile.Sunt
utilizați intens în industria chimică pentru fabricarea pestici delor ,produselor farmaceutice și
coloranți.Orto-nitrofenolul și para-nitrofenolul sunt întâlniți în apa de ploaie în Azusa,California și
în diferite zone din vestul Germaniei,ca rezultat al transformă rilor troposferice ale alchil-
benzenilor.Para-nitrofenolul este prezent și în deșeurile urban e și agricole,rezultate din industria
textilă.Agenția de Protecția Mediului din Statele Unite conside ră aceste substanțe ca fiind compuși
toxici,iar concentrația maximă admisibilă a acestora în apă var iază de la 1 la 20 ppm.Tratarea apelor

27uzate contaminate cu nitrofenoli prin metode clasice se face ex trem de greu,datorită faptului că sunt
foarte stabili și solubili în apă.[20]

I.8.1 METODE DE ÎNDEPĂRTARE A NITROFENOLILOR DIN SOLUȚII APOASE

 Procesul Fenton și foto-Fenton
Procesele de oxidare chimică,care distrug nitrofenolii ,fă ră o extracție precedentă,apar ca o
metodă eficientă de îndepărtare a acestor compuși,ce constă în utilizarea unui oxidant foarte reactiv
numit radical hidroxil (•OH),capabil să distrugă o gamă largă d e poluanți organici din apele
uzate.Fotocataliza eterogenă pentru eliminarea nitrofenolilor i mplică o lumină UV artificială și un
semiconductor ca TiO
2 sau ZnO.Un proces de oxidare omogen foarte eficient s-a dovedi t a fi
Fenton,accesibil la condițiile came rei și,pe lângă eliminarea n itrofenolilor, înlătură o gamă largă de
poluanți organici ca fenol,clorof enoli,nitrobenzeni.Chiar dacă acest proces distruge compușii toxici
într-un timp relativ scurt,mineralizarea lor nu se face complet .Aceasta se realizează în jur de 40-
60%,depinzând de cantitatea de reactiv utilizată.Acest dezavant aj a dus la necesitatea apariției unui
proces mai eficient,cu o mineralizare totală a compușilor organ ici,numit procesul foto-
Fenton.Acesta presupune iradierea cu o lumină din domeniul UV a propiat și vizibil și elimină atât
compușii fenolici,cât și pesticidele,nitrotoluenii,compușii org anici cu azot și explozivii.În acest
proces,ionul Fe2+ este regenerat de reducerea ionului Fe3+ cu scopul obținerii radicalului liber
(•OH),care accelerează oxidarea.[20]
 Utilizarea membranelor de nanofiltrare din acetat de celuloză

În prezent,nanofiltrarea se a plică în purificarea apei cu scop de potabilizare, în eliminarea
ionilor de calciu și magneziu cu scop de dedurizare a apei și î n îndepărtarea micropoluanților. În
procesele industriale, se utilizează pentru îndepărtarea compo nentelor specifice, cum ar fi agenții
de colorare. Nanofiltrarea funcționează în condiții de presiune , condiții în care are loc o separare, în
funcție de dimensiunea moleculei,realizată cu ajutorul membrane i de nanofiltrare .Această tehnică
se aplică în mod special pentru îndepărtarea substanțelor organ ice cum ar fi anumiți poluanți și ioni
polivalenți. Acetatul de celuloză este principalul polimer util izat pentru obținerea acestei
membrane,datorită bunei rezistențe față de clor și solvenți,dar și costului scăzut.Se utilizează aditivi
pentru a îmbunătății caracteristicile și performanța membranelo r din acetat de celuloză.Aceștia au
influențat în primul rând porozitatea prin creșterea numărului porilor.

28 Nitrofenolii au fost catalogați de Agenția de Protecția Me diului din Statele Unite ca fiind cele
mai dăunătoare pesticide care au un imediat efect toxic asupra sistemului nervos.Procesul de
nanofiltrare are capacitatea de a îndepărta acești poluanți org anici din apele uzate.[21]
I.8.2 ÎNDEPĂRTAREA NITROFENOLILOR UTILIZÂND CĂRBUNE ACTIV
Există mai multe metode de îndepărtare a nitrofenolilor di n soluțiile apoase,însă cea mai
eficientă s-a dovedit a fi procesul de adsorbție, fenomenul de reținere a moleculelor unei substanțe
fluide (numite adsorbat) pe suprafața unui corp lichid sau soli d.Adsorbantul trebuie să aibă o
capacitate mare de a reține nitrofenolii,ținând cont de gradul ridicat de toxicitate și efectul
cancerigen al acestora.Cel mai utilizat este cărbunele activ,a cărui preparare trebuie să se facă dintr-
un material ieftin și disponibil,pentru ca procesul să fie efic ient.Deșeurile agricole s-au dovedit a fi
cele mai bune materii prime pentru obținerea unui cărbunelui ac tiv cu o capacitate mare de
îndepărtare a nitrofenolilor.Astfel se utilizează rumeguș,cojil e și sâmbii fructelor,semințele
plantelor etc.Se reduce astfel cantitatea de deșeuri depozitate necorespunzător și se protejează
mediul înconjurător.

29 CAP ITOLUL AL II- LEA

STUDIUL EXPERIMENTA L

II.1 SCOPUL STUDIULUI EXPERIMENTAL

În cadrul programului experimental a fost urmărită determi narea capacității de adsorbție a orto-
nitrofenolului și para-nitrofenolului din soluții apoase,folosi nd ca adsorbant cărbune activ obținut
din rumeguș de brad.
II.2 PREPARAREA SUPORTULUI ADSORBANT
Pentru obținerea suportului de cărbune activ din rumeguș de bra d se utilizează trei agenți de
activare:KOH,H 3 PO 4 și ZnCl 2 .Se lucrează cu un raport molar rumeguș: agent de activare = 1: 1.
 Activarea cu KOH:
S-au cântărit 40 grame rumeguș de brad,care au fost tratate cu un volum de 500 ml KOH prin
agitare la temperatură ambiantă timp de 24 ore,după care soluți a a fost filtrată,iar produsul solid
obținut a fost supus uscării timp de 24 ore la o temperatură de 105 °C.Ulterior,suportul a fost
calcinat timp de o oră, sub aer, la o temperatură de 450 °C.Dup ă răcire,acesta a fost spălat cu apă
distilată pâna la o conductivitate constantă,cât mai apropiată de cea a apei distilate de spălare.La
final,suportul a fost uscat la o temperatură de 105 °C,timp de 24 ore,obținându-se o masă de
cărbune activ (CAB) de 2,85 grame.[22]
 Activarea cu H 3 PO 4 :
S-au cântărit 40 grame rumeguș de brad,care au fost tratate cu un volum de 60 ml H 3 PO 4 și apă
distilată prin agitare la temperatură ambiantă timp de 24 ore,d upă care soluția a fost filtrată,iar
produsul solid obținut a fost supus uscării timp de 24 ore la o temperatură de
105°C.Ulterior,suportul a fost calcinat timp de o oră la o temp eratură de 450 °C.După răcire,acesta
a fost spălat cu apă distilată pâna la o conductivitate constan tă,cât mai apropiată de cea a apei
distilate de spălare.La final,suportul a fost uscat la o temper atură de 105 °C,timp de 24
ore,obținându-se o masă de cărbune activ (CAA) de 1,81 grame.[2 2]
 Activarea cu ZnCl 2 :
S-au cântărit 40 grame rumeguș de brad,care au fost tratate cu un volum de 500 ml ZnCl 2 prin
agitare la temperatură ambiantă timp de 24 ore,după care soluți a a fost filtrată,iar produsul solid
obținut a fost supus uscării timp de 24 ore la o temperatură de 105 °C.Ulterior,suportul a fost
calcinat timp de o oră la o temperatură de 450 °C.După răcire,a cesta a fost spălat cu apă distilată
pâna la o conductivitate constantă,cât mai apropiată de cea a a pei distilate de spălare.La
final,suportul a fost uscat la o temperatură de 105 °C,timp de 24 ore,obținându-se o masă de
cărbune activ (CAS) de 2,44 grame.[22]

30II.3 CARACTERIZAREA SUPORTULUI ADSORBANT

II.3.1 DETERMINAREA PUNCTULUI DE ÎNCĂRCARE ZERO pH PZC

Punctul de încărcare zero pH PZC reprezintă acea valoare a pH-ului pentru care suprafața
cărbunelui activ nu este încărca tă nici cu sarcini pozitive, ni ci cu sarcini negative. Determinarea
acestuia s-a făcut astfel: au fost măsurate inițial valorile pH -ului a câte 25 ml de soluție apoasă de
KNO 3 (de concentrație 0,1 M), care au variat în jurul valorii 7. Ace stea au fost ajustate la valori ale
pH-ului între 4 și 10 pentru cărbune activat cu KOH, între 2 și 10 pentru cărbune activat cu H 3 PO 4
și între 4 și 10 pentru cărbune activat cu ZnCl 2 folosind HCl 0,1M și NaOH 0,1 M,care au fost
notate cu pH i. În fiecare probă a fost adăugată o masă de suport de 0,05 gra me, după care acestea s-
au supus agitării timp de 24 ore.După aceea,probele au fost fil trate,măsurându-se pH-ul final al
soluțiilor,notat pH f.[23]
Valorile pH-ului inițial și pH-ului final sunt prezentate în tabelele II.1,II.2,II.3:

Tabel II.1 Determinarea experimentală a pH PZC pentru cărbune activat cu KOH
pHi pHf pHi -pH f
4,26 6,31 -2,05
4,91 6,22 -1,31
6,09 6,27 -0,18
7,98 6,71 1,27
9,18 6,68 2,50
10,36 6,78 3,58

Din reprezentarea grafică a pH i -pH f funcție de pH i se obține valoarea pH PZC ca fiind 6,44 (fig.II.1)
din intersecția dreptei experimentale cu abscisa.

31
Fig. II.1 Determinarea experimentală a pH PZC pentru cărbune activat cu KOH

Tabel II.2 Determinarea experimentală a pH PZC pentru cărbune activat cu H 3 PO 4
pHi pHf pHi -pH f
2,17 2,28 -0,11
3,08 3,12 -0,04
4,16 3,00 1,16
5,04 3,01 2.03
6,05 3,12 2,93
8,04 3,19 4,85
9,10 3,56 5,54
10,11 3,44 6,67

Din reprezentarea grafică a pH i -pH f funcție de pH i se obține valoarea pH PZC ca fiind 2,74 (fig.
II.2) din intersecția dreptei experimentale cu abscisa. 4 5 6 7 8 9 10 11
-3 -2 -1 0 1 2 3 4
pHi-pH f
pHi Model Polynomial
Adj. R-Squ 0,99761
Value Standard E r
B Intercept -5,806 0,14758
BB 1 0,9034 0,01976

322468 1 0
-101234567pHi – pHf
pHiModel Polynomial
Adj. R-Squ 0,9917
Value Standard Er
B Intercept -2,437 0,20163
B B1 0,890 0,03079

Fig. II.2 Determinarea experimentală a pH PZC pentru cărbune activat cu H 3 PO 4

Tabel II.3 Determinarea experimentală a pH PZC pentru cărbune activat cu ZnCl 2
pHi pHf pHi -pH f
4,11 6,06 -1,95
5,12 6,23 -1,11
6,05 6,79 -0,74
8,16 6,84 1,32
9,19 6,85 2,34
10.05 6,67 3,38

Din reprezentarea grafică a pH i -pH f funcție de pH i se obține valoarea pH PZC ca fiind 6,52 (fig.
II.3) din intersecția dreptei experimentale cu abscisa.

33456789 1 0 1 1
-2-101234pHi – pHf
pHiModel Polynomial
Adj. R-Sq 0,98684
Value Standard
B Intercep -5,781 0,34087
B B1 0,888 0,04584

Fig. II.3 Determinarea experimentală a pH PZC pentru cărbune activat cu ZnCl 2

II.3.2 DETERMINAREA PROPRIETĂȚILOR TEXTURALE
S-au înregistrat izotermele de adsorbție/desorbție în atmos feră de azot, la 77 K, folosind un
Analizor Quantachrome Nova 2200. Înainte de fiecare măsurătoare proba a fost degazată la
150°C,timp de 3 ore sub vid.Suprafața specifică a fost calculat ă cu ajutorul izotermei de adsorbție
folosind metoda Brunauer-Emmett- Teller (BET) iar volumul total al porilor a fost determinat cu
ajutorul cantității de gaz adsorbit la o presiune relativă de c irca 0.99. Distribuția dimensiunii porilor
și diametrul acestora au fost calculate pornind de la izoterma de desorbție folosind metoda Barrett-
Joyner-Halenda (BJH). Volumul mic roporilor și suprafața acestor a au fost estimate folosind metoda
t-plot.
Rezultatele experimentale obți nute,conform anexelor 1,2,3,4, 5,6 sunt prezentate în tabelul II.4:

Tabelul II.4 Proprietățile fizico-chimice ale adsorbanților de tip cărbune activ
Tip carbune
activ Suprafata
specifica BET, m
2/g Volum de pori,
cm3/g Diametru
mediu pori, nmpHPZC
CAA 4.936 0.012 3.135 2.74
CAB 12.685 0.033 3.259 6.44
CAS 31.430 0.069 3.456 6.52

34II.4 REALIZAREA EXPERIMENTAL Ă A PROCESULUI DE ADSORBȚIE

Pentru realizarea experimentală a procesului de adsorbție se utilizează două soluții de orto-
nitrofenol și para-nitrofenol.
Prepararea soluției de orto-nitrofenol:se utilizează un vo lum de 500 ml soluție obținută prin
dizolvarea a 0,5 grame orto-nitrofenol cu 15 ml alcool etilic ș i apă distilată.
Determinarea cantitativă a orto-nitrofenolului s-a realiza t cu spectrofotometrul UV-VIS Jasco
500 la o lungime de undă de 278,5 nm.
Pentru trasarea curbei de etalonare a orto-nitrofenolului s-au preparat din această soluție etaloane
de concentrații cuprinse între 0-20 mg/l.
0 5 10 15 200,00,20,40,60,8pHi -pHf
pHiEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00265
Adj. R-Square 0,99202
Value Standard Erro
B Intercept -0,0056 0,01864
B Slope 0,03841 0,00154

Fig.II.4 Curba de etalonare a orto-nitrofenolului

Prepararea soluției de para-nitrofenol:se utilizează un v olum de 500 ml soluție obținută prin
dizolvarea a 0,5 grame para-nitrofenol cu 15 ml alcool etilic ș i apă distilată.
Determinarea cantitativă a para-nitrofenolului s-a realiza t cu spectrofotometrul UV-VIS Jasco
500 la o lungime de undă de 318 nm.
Pentru trasarea curbei de etalonare a para-nitrofenolului s-au preparat din această soluție
etaloane de concentrații cuprinse între 0-20 mg/l.

350 5 10 15 200,00,20,40,60,81,01,21,4pHi-pHf
pHiEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00385
Adj. R-Square 0,99528
Value Standard Erro
B Intercept 0,0115 0,02246
B Slope 0,0602 0,00185

Fig.II.5 Curba de etalona re a para-nitrofenolului

În cadrul programului experimental s-a folosit o cantitate constantă de 0,01 grame din fiecare
suport care s-a contactat cu volume de 50 ml soluții de orto-n itrofenol și para-nitrofenol de diferite
concentrații inițiale C o :50 mg/l,100 mg/l,150 mg/l și 250 mg/l. Acestea au fost lăsate la contactat
folosind un agitator orbital, la o viteză de 200 rot/min, timp de 2 ore, până la atingerea echilibrului.
După acest interval de timp, soluțiile au fost filtrate,iar par tea limpede a fost analizată la
spectrofotometrul UV-VIS,pentru a determina concentrația nitrof enolilor la echilibru.
Programul experimental s-a efectuat la trei temperaturi dif erite: 30°C,40°C și 50°C.

II.5 TRASAREA IZOTERMELOR DE ECHILIBRU

Prin trasarea izotermelor de echilibru la cele trei tempera turi studiate de 30°C,40°C și 50°C,se
poate constata că acestea sunt caracteristice adsorbției în mul tistrat.

360 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200100200300400500600700800qe, mg / g
Ce, mg / l ortonitrofenol-CAB
paranitrofenol-CAB
ortonitrofenol-CAA
paranitrofenol-CAA
ortonitrofenol-CAS
paranitrofenol-CASt = 30oC

Fig II.6 Izoterma de echi libru la t=30°C
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 22002004006008001000qe,mg/g
Ce,mg/l orto-nitrofenol CAB
para-nitrofenol CAB
orto-nitrofenol CAA
para-nitrofenol CAA
orto-nitrofenol CAS
para-nitrofenol CASt=40oC

Fig II.7 Izoterma de ech ilibru la t=40°C

370 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200100200300400500600700qe,mg/g
Ce,mg/l orto-nitrofenol CAB
para-nitrofenol CAB
orto-nitrofenol CAA
para-nitrofenol CAA
orto-nitrofenol CAS
para-nitrofenol CASt=50oC

Fig II.8 Izoterma de echili bru la t=50°C

II.6. MODELAREA MATEMATICĂ A PROCESULUI DE ADSORBȚIE

Pentru procesul de adsorbție a nitrofenolilor s-au folosit u rmătoarele modele matematice [20]:
 modelul Langmuir;
 modelul Freundlich;
 modelul Dubinin – Radushkevich.

1.Modelul Langmuir este descris de următoarele ecuații:
 forma originală: q m =(q m * K L *Ce )/(1+K L *Ce)
 forma liniarizată: C e /qe =1/(K L *qm )+Ce/q m
unde: q
e – capacitatea de adsorbție la echilibru, mg/g
Ce – concentrația la echilibru a soluției, mg/l;
qm – capacitatea maximă de adsorbție, mg/g;
KL – constanta de echilibru Langmuir, l/mg.

382.Modelul Freundlich este descris de ecuațiile:
 forma originală :q e =K F *Ce 1/n
 forma liniarizată: log q e =log K F +(1/n)*log C e
unde:
qe – capacitatea de adsorbție la echilibru, mg/g;
Ce – concentrația la echil ibru a soluției, mg/l;
n – factor adimensional; K
F – constanta de echilibru Freundlich, (l/mg)1/n · (mg/g).

3.Modelul Dubinin – Radushkevich este descris de următoarele ecuații:
 forma originală: q e =qm exp(-K DR · ε2 )
 forma liniarizată:ln q e =ln q m –KDR · ε2
ε=RTln(1+1/C e )
EDR = (2·K DR ) -1/2
unde: q
e – capacitatea de adsorbție la echilibru, mmol/g;
qm – capacitatea maximă de adsorbție, mmol/g;
KDR – constantă care este o măsură a energiei de adsorbție, mol2/kJ2;
ε- potențialul Polanyi, kJ/mol;
T – temperatura absolută, K; R – constanta universală a gazelor, R= 0,00831 kJ/mol·K
E
DR – energia liberă de adsorbție, kJ/mol.

Pentru determinarea modelului după care decurge procesul de adsorbție a orto-nitrofenolului și
para-nitrofenolului pe suporții de cărbune activ s-au construit graficele C e / qe = f ( C e ) p e n t r u
modelul Langmuir , lg q e = f (lg C e ) pentru modelul Freundlich , lnq e = f ( ε2) pentru modelul
Dubinin–Radushkevich .

39
II.6.1 MODELAREA MATEMATICĂ DUPĂ MODELUL LANGMUIR

1. Pentru cărbunele activ obținut cu KOH ca agent de activare,s-au obținut următoarele date
experimentale:
 orto-nitrofenol
Tabel II.5 Date experimentale pentru izoterma Langmuir la adsor bția o-nitrofenolului pe CAB

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 19,51 152,45 0,1279
100 42,072 289,64 0,1453
150 67,18 414,1 0,1622
250 117,72 661,4 0,1779

t=40°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 22,53 137,35 0,1640
100 41,7 291,5 0,1431
150 67,55 412,25 0,1639
250 89,013 804,94 0,1106

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 5,74 221,3 0,02593
100 30,29 348,55 0,08690
150 57,99 460,05 0,1261
250 120,65 646,74 0,1865

Datele experimentale cu ajutorul cărora se obține un factor d e c o r e l a r e s a t i s f ă c ă t o r s u n t c e l e
obținute la 30 °C și 50°C.

4020 40 60 80 100 1200,120,130,140,150,160,170,18Ce /qe
CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum of
Squares7,13569E-5
Adj. R-Square 0,92319
Value Standard Error
B Intercept 0,12264 0,00586
B Slope 4,97895E-4 8,17894E-5

Fig.II.9 Izoterma Langmuir pentru orto-ni trofenol la t=30°C, pe CAB
0 20 40 60 80 100 1200,020,040,060,080,100,120,140,160,180,20Ce/qe
CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares6,8952E-4
Adj. R-Square 0,92428
Value Standard Error
B Intercept 0,03506 0,01488
B Slope 0,00133 2,16594E-4

Fig.II.10 Izoterma Langmuir pentru orto-ni trofenol la t=50°C, pe CAB

41 para-nitrofenol
Tabel II.6 Date experimentale pentru izoterma Langmuir la adso rbția p-nitrofenolului pe CAB

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 37,5 62,5 0,6
100 79,05 104,75 0,7547
150 123,18 134,1 0,9186
250 197,88 260,6 0,7593

t=40°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 33,67 81,65 0,4124
100 72,9 135,5 0,5380
150 118,42 157,9 0,7499
250 207,64 211,8 0,9804

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 36,39 68,05 0,5348
100 72,9 135,5 0,5380
150 112,87 185,65 0,6079
250 196,05 259,75 0,7547

Datele experimentale cu ajutorul cărora se obține un factor d e c o r e l a r e s a t i s f ă c ă t o r s u n t c e l e
obținute la 40 °C și 50°C.
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200,40,50,60,70,80,91,0Ce/qe
CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00282
Adj. R-Square 0,9773
Value Standard Error
B Intercept 0,31247 0,03655
B Slope 0,00331 2,89872E-4

Fig.II.11 Izoterma Langmuir pentru para-nitro fenol la t=40°C, pe CAB

4220 40 60 80 100 120 140 160 180 2000,500,550,600,650,700,75Ce/qe
CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00158
Adj. R-Square 0,92555
Value Standard Erro
B Intercept 0,4557 0,02844
B Slope 0,0014 2,36585E-4

Fig.II.12 Izoterma Langmuir pentru para-nitrofen ol la t=50°C, pe CAB

2. Pentru cărbunele activ obținut cu H3 PO 4 ca agent de activare s-au obținut următoarele date
experimentale:

 orto-nitrofenol
Tabel II.7 Date experimentale pentru izoterma Langmuir la adsor bția o-nitrofenolului pe CAA

t=30°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 18,86 155,7 0,1211
100 41,46 292,7 0,1416
150 62,15 439,25 0,1415
250 102,16 739,2 0,1382

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 18,96 155,2 0,1222
100 35,9 320,5 0,1120
150 65,69 421,55 0,1558
250 81,72 841,4 0,0971

t=50°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 21,41 142,95 0,1498
100 35,8 321 0,1115
150 65,58 422,1 0,1554
250 117,33 663,35 0,1769

Aceste date experimentale nu s-au corelat satisfăcător.

43
 para-nitrofenol:

Tabel II.8 Date experimentale pentru izoterma Langmuir la adso rbția p-nitrofenolului pe CAA

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 32,92 85,4 0,3855
100 77,3 113,5 0,6811
150 113,034 184,83 0,6116
250 196,59 267,05 0,7362

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 29,34 103,3 0,2840
100 73,6 132 0,5576
150 119,25 153,75 0,7756
250 196,85 265,75 0,7407

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 30,77 96,15 0,3200
100 68,8 156 0,4410
150 112,3 188,5 0,5958
250 190,37 298,15 0,6385

Datele experimentale pentru care se obține un factor de cor elare satisfăcător sunt cele obținute la
t=50°C.
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000,300,350,400,450,500,550,600,65Ce/qe
CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum o
f Squares0,00857
Adj. R-Square 0,79993
Value Standard Error
B Intercept 0,29889 0,0644
B Slope 0,00199 5,51532E-4

Fig.II.13 Izoterma Langmuir pentru para-nitrofenol la t=50°C, pe CAA

443. Pentru cărbunele activ obținut cu ZnCl 2 ca agent de activare s-au obținut următoarele date
experimentale:

 orto-nitrofenol:

Tabel II.9 Date experimentale pentru izoterma Langmuir la adsor bția o-nitrofenolului pe CAS

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 26,25 118,75 0,2211
100 53,4 233 0,2292
150 80,45 347,75 0,2313
250 154 480 0,3208

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 24,09 129,55 0,1859
100 51,2 244 0,2098
150 60,63 446,85 0,1357
250 128,52 607,4 0,2116

t=50°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 28,67 106,65 0,2688
100 54,2 229 0,2367
150 83,77 331,15 0,2529
250 137,96 560,2 0,2463

Datele experimentale cu ajutorul cărora se obține un factor d e corelare satisfăcător sunt cele
obținute la 30 °C.
20 40 60 80 100 120 140 1600,220,240,260,280,300,32Ce/qe
CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares6,83323E-4
Adj. R-Squar 0,84537
Value Standard Erro
B Intercept 0,187 0,01783
B Slope 8,09894E- 1,94149E-4

Fig. II.14 Izoterma Langmuir pentru orto-nitr ofenol la t=30°C, pe CAS

45
 para-nitrofenol:

Tabel II.10 Date experimentale pen tru izoterma Langmuir la adso rbția p-nitrofenolului pe CAS

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 34,024 79,88 0,4259
100 82,1 89,5 0,9173
150 116,17 169,15 0,6868
250 202,45 237,75 0,8515

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 25,18 124,1 0,2029
100 64,2 179 0,3587
150 103,29 233,55 0,4423
250 199,79 251,05 0,7958

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g C e /qe
50 39,55 52,25 0,7569
100 84,9 75,2 1,1289
150 117,83 160,85 0,7325
250 201,66 241,7 0,8343

Datele experimentale cu ajutorul cărora se obține un factor d e c o r e l a r e s a t i s f ă c ă t o r s u n t c e l e
obținute la 40 °C .
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200,20,30,40,50,60,70,8Ce/qe
ceEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00116
Adj. R-Square 0,99081
Value Standard Erro
B Intercept 0,1221 0,02181
B Slope 0,0033 1,85447E-4

Fig.II.15 Izoterma Langmuir pentru para-nitr ofenol pentru t=40°C, pe CAS

46II.6.2 MODELAREA MATEMATICĂ DUPĂ MODELUL FREUNDLICH

1. Pentru cărbunele activ obținut cu KOH ca agent de activare,s-au obținut următoarele date
experimentale:
 orto-nitrofenol

Tabel II.11 Date experimentale p entru izoterma Freundlich la ad sorbția o-nitrofenolului pe CAB

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 19,51 152,45 1,29 2,18
100 42,072 289,64 1,62 2,46
150 67,18 414,1 1,83 2,62
250 117,72 661,4 2,071 2,82

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 22,53 137,35 1,35 2,14
100 41,7 291,5 1,62 2,46
150 67,55 412,25 1,83 2,62
250 89,013 804,94 1,95 2,91

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 5,74 221,3 0,7589 2,34
100 30,29 348,55 1,48 2,54
150 57,99 460,05 1,76 2,66
250 120,65 646,74 2,082 2,81
Datele experimentale s-au cor elat satisfăcător pentru toate cele trei temperaturi.

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,22,12,22,32,42,52,62,72,82,9log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares8,17797E-5
Adj. R-Square 0,99944
Value Standard Erro
B Intercept 1,1304 0,01925
B Slope 0,8160 0,01115

Fig. II.16 Izoterma Freundlich pentru orto-nit rofenol la t=30o C, pe CAB

47 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,02,12,22,32,42,52,62,72,82,93,0log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,01111
Adj. R-Square 0,94617
Value Standard Erro
B Intercept 0,5098 0,27845
B Slope 1,1986 0,16352

Fig.II.17 Izoterma Freundlich pentru orto-ni trofenol la t=400 C, pe CAB

0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,22,32,42,52,62,72,8log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Su
m of Squares0,00228
Adj. R-Squar 0,97115
Value Standard Err
B Intercept 2,0574 0,05513
B Slope 0,3486 0,03452

Fig.II.18 Izoterma Freundlich pentru orto-nitrofenol la t=50o C pe CAB

48 para-nitrofenol

Tabel II.12 Date experimentale p entru izoterma Freundlich la ad sorbția p-nitrofenolului pe CAB

t=30°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 37,5 62,5 1,57 1,79
100 79,05 104,75 1,89 2,02
150 123,18 134,1 2,091 2,13
250 197,88 260,6 2,29 2,42

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 33,67 81,65 1,53 1,91
100 72,9 135,5 1,86 2,13
150 118,42 157,9 2,07 2,19
250 207,64 211,8 2,32 2,33

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 36,39 68,05 1,56 1,83
100 72,9 135,5 1,86 2,13
150 112,87 185,65 2,053 2,27
250 196,05 259,75 2,29 2,41

Datele experimentale s-au cor elat satisfăcător pentru toate cele trei temperaturi.
1 , 51 , 61 , 71 , 81 , 92 , 02 , 12 , 22 , 31,81,92,02,12,22,3log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares6,14172E-4
Adj. R-Square 0,99169
Value Standard Error
B Intercept 0,82142 0,06516
B Slope 0,62419 0,03294

Fig.II.19 Izoterma Freundlich pentru para-nitrofenol la t=30o C, pe CAB

491,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,41,92,02,12,22,32,4log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum of
Squares0,00162
Adj. R-Square 0,97348
Value Standard Error
B Intercept 1,13303 0,09658
B Slope 0,51772 0,04911

Fig.II.20 Izoterma Freundlich pentru para-nitrofeno l la t=40o C, pe CAB

1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,31,81,92,02,12,22,32,42,5log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00311
Adj. R-Square 0,9747
Value Standard Error
B Intercept 0,61502 0,14445
B Slope 0,79607 0,07373

Fig.II.21 Izoterma Freundlich pentru para-nitrofenol la t=50o C, pe CAB

502.Pentru cărbunele activ obținut cu H3 PO 4 ca agent de activare s-au obținut următoarele date
experimentale:
 orto-nitrofenol

Tabel II.13 Date experimentale pentru izoterma Freundlich la ad sorbția o-nitrofenolului pe CAA

Datele experimentale s-au cor elat satisfăcător pentru toate cele trei temperaturi.
1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,12,12,22,32,42,52,62,72,82,9log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum of
Squares0,00102
Adj. R-Square 0,99379
Value Standard Error
B Intercept 0,98731 0,07179
B Slope 0,92847 0,04233

Fig.II.22 Izoterma Freundlich pentru orto-nitrof enol la t=30o C, pe CAA

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 18,86 155,7 1,28 2,19
100 41,46 292,7 1,62 2,47
150 62,15 439,25 1,79 2,64
250 102,16 739,2 2,01 2,87

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 18,96 155,2 1,28 2,19
100 35,9 320,5 1,56 2,51
150 65,69 421,55 1,82 2,62
250 81,72 841,4 1,91 2,92

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 21,41 142,95 1,33 2,16
100 35,8 321 1,55 2,51
150 65,58 422,1 1,82 2,63
250 117,33 663,35 2,07 2,82

51
1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,02,12,22,32,42,52,62,72,82,93,0log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,02341
Adj. R-Square 0,87118
Value Standard Error
B Intercept 0,89078 0,3658
B Slope 1,01627 0,22026

Fig.II.23 Izoterma Freundlich pentru orto-ni trofenol la t=40o C, pe CAA

1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,12,12,22,32,42,52,62,72,82,9log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,01501
Adj. R-Square 0,90272
Value Standard Error
B Intercept 1,11702 0,26666
B Slope 0,83485 0,15546

Fig.II.24 Izoterma Freundlich pentru orto-nitrof enol la t=50o C, pe CAA

52 para-nitrofenol

Tabel II.14 Date experimentale p entru izoterma Freundlich la ad sorbția p-nitrofenolului pe CAA

T=30°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 32,92 85,4 1,52 1,93
100 77,3 113,5 1,89 2,055
150 113,034 184,83 2,053 2,27
250 196,59 267,05 2,29 2,43

T=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 29,34 103,3 1,47 2,014
100 73,6 132 1,87 2,12
150 119,25 153,75 2,076 2,19
250 196,85 265,75 2,29 2,42

T=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 30,77 96,15 1,48 1,98
100 68,8 156 1,84 2,19
150 112,3 188,5 2,05 2,28
250 190,37 298,15 2,28 2,47

Datele experimentale s-au cor elat satisfăcător pentru toate cele trei temperaturi.
1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,41,92,02,12,22,32,42,5log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00956
Adj. R-Square 0,90334
Value Standard Error
B Intercept 0,88266 0,24163
B Slope 0,66482 0,12338

Fig.II.25 Izoterma Freundlich pentru para-nitrofe nol la t=30o C, pe CAA

531,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,42,02,12,22,32,42,5log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,0117
Adj. R-Square 0,80218
Value Standard Error
B Intercept 1,30237 0,24652
B Slope 0,45867 0,12641

Fig.II.26 Izoterma Freundlich pentru para-nitrofenol la t=40o C, pe CAA

1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,41,92,02,12,22,32,42,5log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00153
Adj. R-Square 0,98151
Value Standard Error
B Intercept 1,0917 0,09098
B Slope 0,59519 0,04702

Fig.II.27 Izoterma Freundlich pentru para-nitrofenol l a t=50o C, pe CAA

543.Pentru cărbunele activ obținut cu ZnCl 2 ca agent de activare s-au obținut următoarele date
experimentale:
 orto-nitrofenol

Tabel II.15 Date experimentale p entru izoterma Freundlich la ad sorbția o-nitrofenolului pe CAS

Datele experimentale s-au cor elat satisfăcător pentru toate cele trei temperaturi.
1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,32,02,12,22,32,42,52,62,7log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00469
Adj. R-Square 0,96545
Value Standard Error
B Intercept 0,97154 0,15871
B Slope 0,79708 0,08654

Fig.II.28 Izoterma Freundlich pentru orto-nitrofenol la t=30o C, pe CAS

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 26,25 118,75 1,42 2,075
100 53,4 233 1,73 2,37
150 80,45 347,75 1,91 2,54
250 154 480 2,19 2,28

t=40°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 24,09 129,55 1,38 2,11
100 51,2 244 1,71 2,39
150 60,63 446,85 1,78 2,65
250 128,52 607,4 2,11 2,78

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 28,67 106,65 1,46 2,028
100 54,2 229 1,73 2,36
150 83,77 331,15 1,92 2,52
250 137,96 560,2 2,14 2,75

55
1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,22,12,22,32,42,52,62,72,8log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum of
Squares0,02461
Adj. R-Square 0,8601
Value Standard Error
B Intercept 0,83646 0,37738
B Slope 0,94329 0,21392

Fig. II.29 Izoterma Freundlich pentru orto-nitrofe nol la t=40o C, pe CAS
1 , 41 , 51 , 61 , 71 , 81 , 92 , 02 , 12 , 22,02,12,22,32,42,52,62,72,8log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00142
Adj. R-Square 0,99226
Value Standard Erro
B Intercept 0,5143 0,09767
B Slope 1,0483 0,05338

Fig.II.30 Izoterma Freundlich pentru orto-nitr ofenol la t=50o C, pe CAS

56 para-nitrofenol

Tabel II.16 Date experimentale p entru izoterma Freundlich la ad sorbția p-nitrofenolului pe CAS

Datele experimentale s-au cor elat satisfăcător pentru toate cele trei temperaturi.
1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,41,92,02,12,22,32,4log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,02521
Adj. R-Square 0,75894
Value Standard Erro
B Intercept 0,8631 0,39138
B Slope 0,6407 0,19825

Fig.II.31 Izoterma Freundlich pentru para -nitrofenol la t=30o C, pe CAS

t=30°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 34,024 79,88 1,53 1,90
100 82,1 89,5 1,91 1,95
150 116,17 169,15 2,065 2,23
250 202,45 237,75 2,31 2,38

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 25,18 124,1 1,4 2,09
100 64,2 179 1,81 2,25
150 103,29 233,55 2,01 2,37
250 199,79 251,05 2,3 2,39

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g log C e log q e
50 39,55 52,25 1,59 1,72
100 84,9 75,2 1,93 1,88
150 117,83 160,85 2,071 2,21
250 201,66 241,7 2,30 2,38

57

1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,42,052,102,152,202,252,302,352,40log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,00376
Adj. R-Square 0,90122
Value Standard Error
B Intercept 1,61178 0,12639
B Slope 0,35278 0,06623

Fig.II.32 Izoterma Freundlich pentru para-nitrofenol la t=40o C, pe CAS

1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,41,71,81,92,02,12,22,32,4log qe
log CeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,02254
Adj. R-Square 0,87581
Value Standard Error
B Intercept 0,13268 0,41024
B Slope 0,97064 0,20621

Fig.II.33 Izoterma Freundlich pentru para-nitrofen ol la t=50o C, pe CAS

58II.6.3 MODELAREA MATEMATICĂ DUP Ă MODELUL DUBININ-RADUSHKEVICH

1.Pentru cărbunele activ obținut cu KOH ca agent de activare, s-au obținut următoarele date
experimentale:
 orto-nitrofenol

Tabel II.17 Date experimentale pentru izoterma Dubinin-Radushke vich la adsorbția o-nitrofenolului
pe CAB
Datele experimentale s-au corelat satisfăcător pentru toate cele trei temperaturi.
0 5 10 15 20 25 300,00,20,40,60,81,01,21,41,6ln qeEquation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,04736
Adj. R-Square 0,93814
Value Standard Error
B Intercept 1,63886 0,13655
B Slope -0,05999 0,0088
2

Fig.II.34 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru orto-nitrofenol la t=30oC, pe CAB
t=30°C C
o , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 19,51 152,45 0,09236 26,85
100 42,072 289,64 0,7342 13,032
150 67,18 414,1 1,092 7,69
250 117,72 661,4 1,56 3,72

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 22,53 137,35 -0,01194 23,74
100 41,7 291,5 0,7406 13,15
150 67,55 412,25 1,087 7,64
250 89,013 804,94 1,76 5,41

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 5,74 221,3 0,465 63,73
100 30,29 348,55 0,9193 18,12
150 57,99 460,05 1,19 9,28
250 120,65 646,74 1,54 3,59

59
5 1 01 52 02 5-0,20,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,1179
Adj. R-Square 0,8916
Value Standard Erro
B Intercept 1,96214 0,24327
B Slope -0,0860 0,01698

Fig.II.35 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru orto-nitr ofenol la t=40oC, pe CAB

0 1 02 03 04 05 06 07 00,40,60,81,01,21,41,6ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,08528
Adj. R-Square 0,79274
Value Standard Erro
B Intercept 1,39299 0,14596
B Slope -0,0153 0,00436

Fig.II.36 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru orto-nit rofenol la t=50oC, pe CAB

60
 para-nitrofenol

Tabel II.19 Date experimentale pentru izoterma Dubinin-Radushke vich la adsorbția p-nitrofenolului
pe CAB

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 37,5 62,5 -0,7993 14,68
100 79,05 104,75 -0,2829 6,3
150 123,18 134,1 -0,0358 1,87
250 197,88 260,6 0,6285 1,73

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 33,67 81,65 -0,532 16,35
100 72,9 135,5 -0,0255 6,96
150 118,42 157,9 0,1275 3,69
250 207,64 211,8 0,4212 1,61

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 36,39 68,05 -0,7142 15,13
100 72,9 135,5 -0,0255 6,97
150 112,87 185,65 0,2894 3,94
250 196,05 259,75 0,6252 1,76

Datele experimentale cu ajutorul cărora se obține un factor de corelare satisfăcător sunt cele
obținute la 40 °C și 50°C.
02468 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8-0,6-0,4-0,20,00,20,4ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,01604
Adj. R-Square 0,94959
Value Standard Error
B Intercept 0,42829 0,0723
B Slope -0,06019 0,00794

Fig.II.37 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru para-nitrofe nol la t=40oC folosind CAB

61
0 2 4 6 8 10 12 14 16-0,8-0,6-0,4-0,20,00,20,40,60,8ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,01402
Adj. R-Square 0,97849
Value Standard Error
B Intercept 0,71628 0,07101
B Slope -0,09677 0,00825

Fig.II.38 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru para-nitr ofenol la t=50oC pe CAB

2.Pentru folosirea H3 PO 4 ca agent de activare s-au obținut următoarele date experimental e:
 orto-nitrofenol
Tabel II.20 Date experimentale pentru izoterma Dubinin-Radushke vich la adsorbția o-nitrofenolului
pe CAA

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 18,86 155,7 0,1135 27,62
100 41,46 292,7 0,7447 13,23
150 62,15 439,25 1,15 8,44
250 102,16 739,2 1,67 4,51

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 18,96 155,2 0,1102 27,5
100 35,9 320,5 0,8354 15,34
150 65,69 421,55 1,1095 7,9
250 81,72 841,4 1,8005 6,04

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 21,41 142,95 0,0208 24,81
100 35,8 321 0,8369 15,38
150 65,58 422,1 1,11 7,92
250 117,33 663,35 1,56 3,74

62
Datele experimentale s-au cor elat satisfăcător pentru toate cele trei temperaturi.
5 1 01 52 02 53 00,00,20,40,60,81,01,21,41,61,8ln qe
2Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum o
f Squares0,08543
Adj. R-Square 0,90117
Value Standard Error
B Intercept 1,76591 0,18959
B Slope -0,06293 0,01182

Fig.II.39 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru orto-ni trofenol la t=30oC, pe CAA

5 1 01 52 02 53 00,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum of
Squares0,16448
Adj. R-Square 0,83176
Value Standard Error
B Intercept 1,92422 0,28074
B Slope -0,06765 0,017

Fig.II.40 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru orto-nit rofenol la t=40oC, pe CAA

630 5 10 15 20 250,00,20,40,60,81,01,21,41,6ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,03223
Adj. R-Squar 0,96111
Value Standard Erro
B Intercept 1,77398 0,12073
B Slope -0,0686 0,00792

Fig.II.41 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru orto-nit rofenol la t=50oC, pe CAA

 para-nitrofenol

Tabel II.21 Date experimentale pentru izoterma Dubinin-Radushke vich la adsorbția p-nitrofenolului
pe CAA

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 32,92 85,4 -0,4871 16,72
100 77,3 113,5 -0,2027 6,48
150 113,034 184,83 0,2849 3,93
250 196,59 267,05 0,6529 1,75

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 29,34 103,3 -0,2968 18,67
100 73,6 132 -0,05167 6,88
150 119,25 153,75 0,1008 3,93
250 196,85 265,75 0,6481 1,75

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 30,77 96,15 -0,3686 17,84
100 68,8 156 0,1154 7,47
150 112,3 188,5 0,3046 3,96
250 190,37 298,15 0,7302 1,84

64
Datele experimentale cu ajutorul cărora se obține un factor de corelare satisfăcător sunt cele
obținute la 50oC.

0 2 4 6 8 1 01 21 41 61 82 0-0,4-0,20,00,20,40,60,8ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,05732
Adj. R-Squar 0,86186
Value Standard Erro
B Intercept 0,67092 0,1365
B Slope -0,0611 0,01377

Fig.II.41 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru para-n itrofenol la t=50oC, pe CAA

3.Pentru folosirea ZnCl 2 ca agent de activare s-au obținut următoarele date experimental e:
 orto-nitrofenol
Tabel II.22 Date experimentale- izoterma Dubinin-Radushkevich-ad sorbția o-nitrofenolului folosind
CAS

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 26,25 118,75 -0,1575 20,71
100 53,4 233 0,5166 10,051
150 80,45 347,75 0,9170 6,16
250 154 480 1,24 2,53

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 24,09 129,55 -0,0704 22,38
100 51,2 244 0,5627 10,54
150 60,63 446,85 1,1677 8,69
250 128,52 607,4 1,4747 3,29

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 28,67 106,65 -0,2649 19,083
100 54,2 229 0,4992 9,88
150 83,77 331,15 0,8681 5,85
250 137,96 560,2 1,3938 2,97

65
Datele experimentale s-au cor elat satisfăcător pentru toate cele trei temperaturi.
0 5 10 15 20-0,20,00,20,40,60,81,01,21,4ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,01398
Adj. R-Square 0,98071
Value Standard Error
B Intercept 1,37996 0,07362
B Slope -0,07614 0,00614

Fig.II.43 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru para-nitrofenol la t=30°C, pe CAS

0 5 10 15 20 25-0,20,00,20,40,60,81,01,21,41,6lnqe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,11309
Adj. R-Square 0,87911
Value Standard Error
B Intercept 1,69838 0,22541
B Slope -0,08149 0,01706

Fig.II.44 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru para -nitrofenol la t=40oC, pe CAS

662468 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0-0,4-0,20,00,20,40,60,81,01,21,41,6ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum
of Squares0,03985
Adj. R-Square 0,959
Value Standard Error
B Intercept 1,54886 0,13037
B Slope -0,09791 0,01161

Fig.II.45 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru para-nitrofenol la t=50oC, pe CAS

 para-nitrofenol

Tabel II.23 Date experimentale pentru izoterma Dubinin-Radushke vich laadsorbția p-nitrofenolului
pe CAS

t=30°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 34,024 79,88 -0,5539 16,18
100 82,1 89,5 -0,4402 6,004
150 116,17 169,15 0,1963 3,79
250 202,45 237,75 0,5367 1,67

t=40°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 25,18 124,1 -0,1134 21,51
100 64,2 179 0,2529 8,12
150 103,29 233,55 0,5189 5,11
250 199,79 251,05 0,5912 1,71

t=50°C Co , mg/l C e ,mg/l qe,mg/g ln q e ε2
50 39,55 52,25 -0,9784 13,89
100 84,9 75,2 -0,6143 5,75
150 117,83 160,85 0,1459 2,18
250 201,66 241,7 0,5532 1,68

67
Datele experimentale cu ajutorul cărora se obține un factor de corelare satisfăcător sunt cele
obținute la 40o C.
0 5 10 15 20 25-0,2-0,10,00,10,20,30,40,50,6ln qe
Equation y = a + b*x
Weight No Weighting
Residual Sum of
Squares0,01354
Adj. R-Square 0,93348
Value Standard Error
B Intercept 0,64013 0,06468
B Slope -0,03597 0,00548

Fig.II.46 Izoterma Dubinin-Radushkevich pentru para-nit rofenol la t=40oC, pe CAS

II.7 DETERMINAREA PARAMETRI LOR MODELELOR MATEMATICE

Din datele experimentale obținute au fost calculați parame trii modelelor matematice Langmuir,
Freundlich și Dubinin-Radushkevich. Aceștia sunt prezentați în tabelele II.24,II.25 și II.26.

Tabel II.24 Parametrii izotermelor de adsorbție a nitrofenolilo r pe CAB

Compus Model Parametrii t=30oC t=40oC t=50oC

Orto-nitrofenol Langmuir R
20,92319 – 0,92428
KL,1/mg 0,004059 – 0,03793
qm,mg/g 2008,46 – 751,88
Freundlich R20,99944 0,94617 0,97115
KF,1/mg 1,1304 3,23 114,13
n 1,23 0,8343 2,87
Dubinin-
Radushkevich R2 0,93841 0,8916 0,79274
qm,mg/g 715,75 988,92 559,74
KDR,mol2/kj20,05999 0,0860 0,0153
EDR,kj/mol 2,89 2,41 5,72

Langmuir R
2- 0,9773 0,92555
KL,1/mg – 0,01059 0,003072
qm,mg/g – 302,11 714,29

68
para-nitrofenol Freundlich R20,99169 0,97348 0,9747
KF,1/mg 6,63 13,58 4,12
n 1,6 1,93 1,26
Dubinin-
Radushkevich R2 – 0,94959 0,97849
qm,mg/g – 213,31 284,5
KDR,mol2/kj2- 0,06019 0,09677
EDR,kj/mol – 2,88 2,27

Tabel II.25 Parametrii izotermelor de adsorbție a nitrofenolilo r pe CAA

Compus Model Parametrii t=30oC t=40oC t=50oC

orto-nitrofenol Langmuir R
2- – –
KL,1 / m g – – –
qm,m g / g – – –
Freundlich R20,99379 0,87118 0,90272
KF,1/mg 9,71 7,78 13,092
n 1,077 0,9839 1,19
Dubinin-
Radushkevich R2 0,90117 0,83176 0,96111
qm,mg/g 813,53 952,12 819,3
KDR,mol2/kj20,06293 0,06765 0,0686
EDR,kj/mol 2,28 2,72 2,69

para-nitrofenol Langmuir R
2- – 0,79993
KL,1/mg – – 0,006658
qm,mg/g – – 502,51
Freundlich R20,90334 0,80218 0,98151
KF,1/mg 7,63 20,062 12,35
n 1,5 2,18 1,68
Dubinin-
Radushkevich R2 – – 0,86186
qm,mg/g – – 19,56
KDR,mol2/kj2- – 0,0611
EDR,kj/mol – – 2,86

Tabel II.26 Parametrii izotermelor de adsorbție a nitrofenolilo r pe CAS

Compus Model Parametrii t=30oC t=40oC t=50oC

orto-nitrofenol Langmuir R
20,84537 – –
KL,1/mg 0,004331 – –
qm,mg/g 1234,73 – –
Freundlich R20,96545 0,8601 0,99226
KF,1/mg 9,37 6,86 3,27
n 1,25 1,06 0,9539
Dubinin-
Radushkevich R2 0,98071 0,87911 0,959
qm,mg/g 552,49 759,65 654,15
KDR,mol2/kj20,07614 0,08149 0,09791
EDR,kj/mol 2,56 2,48 2,26

Langmuir R
2- 0,99081 –
KL,1/mg – 0,02703 –
qm,mg/g – 303,03 –

69
para-nitrofenol Freundlich R20,75894 0,90122 0,87581
KF,1/mg 7,29 40,91 1,36
n 1,56 2,83 1,03
Dubinin-
Radushkevich R2 – 0,93348 –
qm,mg/g – 263,65 –
KDR,mol2/kj2- 0,03597 –
EDR,kj/mol – 3,73 –

II.8 INFLUENȚA TEMPERATU RII ASUPRA PROCESULUI DE
ADSORBȚIE A NITROFENOLILOR
Pentru studiul influenței temperaturii asupra performanțelo r procesului de adsorbție a orto-
nitrofenolului și para-nitrofenolului pe cele trei tipuri de că rbune activ, s-au efectuat determinări
experimentale la 30°C,40°C și 50 °C și s-au obținut rezultatele prezentate în figurile II.47 – II.52.

0 20 40 60 80 100 120 1400100200300400500600700800900qe,m/g
Ce,mg/l orto-nitrofenol CAB 30oC
orto-nitrofenol CAB 40oC
orto-nitrofenol CAB 50oC

Fig.II.47 Influența temperaturii asupra procesului de adsorbție a o-nitrofenolului pe CAB

700 2 04 06 08 0 1 0 0 1 2 00100200300400500600700800900qe,mg/g
Ce,mg/l orto-nitrofenol CAA 30oC
orto-nitrofenol CAA 40oC
orto-nitrofenol CAA 50oC

Fig.II.48 Influența temperaturii asupra procesului de adsorbție a o-nitrofenolului pe CAA

0 20 40 60 80 100 120 140 1600100200300400500600700qe,mg/g
Ce,mg/l orto-nitrofenol CAS 30oC
orto-nitrofenol CAS 40oC
orto-nitrofenol CAS 50oC

Fig.II.49 Influența temperaturii asupra procesului de adsorbție a o-nitrofenolului pe CAS

710 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200100200300400500600qe,mg/g
Ce,mg/ para-nitrofenol CAB 30oC
para-nitrofenol CAB 40oC
para-nitrofenol CAB 50oC

Fig.II.50 Influența temperaturii asupra procesului de adsorbție a p-nitrofenolului pe CAB

0 50 100 150 200050100150200250300qe,mg/g
Ce,mg/lpara-nitrofenol CAA 30oC
para-nitrofenol CAA 40oC
para-nitrofenol CAA 50oC

Fig.II.51 Influența temperaturii asupra procesului de adsorbție a p-nitrofenolului pe CAA

720 50 100 150 200050100150200250qe,mg/g
Ce,mg/l para-nitrofenol CAS 30oC
para-nitrofenol CAS 40o C
para-nitrofenol CAS 50oC

Fig.II.52 Influența temperaturii asupra procesului de adsorbție a p-nitrofenolului pe CAS

Influența temperaturii asupra procesului de adsorbție a nit rofenolilor folosind ca agent de activare
H3 PO 4 este redusă, întrucât curbel e reprezentărilor grafice q e =f(C e ) sunt apropiate.
În cazul utilizării KOH ca agent de activare ,temperatura a r e o i n f l u e n ț ă s e m n i f i c a t i v ă î n
adsorbția para-nitrofenolului, p rocesul fiind favorizat de temp eraturi scăzute.(30o C)
Pentru cărbunele activat cu ZnCl 2 ,temperatura influențează mai mult adsorbția para-
nitrofenolului;se constată o comportare mai bună la 40o C.

II.9 CONCLUZIIL E STUDIULUI EXPERIMENTAL

1.În cadrul acestei lucrări au fost preparați trei cărbuni acti vi care diferă între ei prin tipul agentului
de activare utilizat :H 3 PO 4 ,KOH și ZnCl 2. Pentru cei trei adsorbanți a fost determinat punctul de
încărcare zero pH pzc ,care pune în evidență suprafețe relativ neutre ale cărbunilor activați cu KOH și
ZnCl 2 și suprafața puternic acidă pentru cărbune activat cu H 3 PO 4.

2.S-au determinat caracteristicile texturale ale celor trei sup orți și s-a constatat că atât suprafața
specifică,dar și volumul de pori și diametrul mediu al porilor cresc de la cărbune activat cu acid
către cărbune activat cu ZnCl 2. Diametrul mediu al porilor încad rează cei trei cărbuni activi î n
categoria materialelor micro-mezoporoase.
3.În urma determinării parametrilor modelelor matematice Langmu ir, Freundlich și Dubinin-
Radushkevich, s-a constatat că datele experimentale se coreleaz ă cel mai bine după modelul

73Freundlich. Acest aspect este pus în evidență de faptul că la t oate cele trei temperaturi
studiate,pentru toți cei trei ads orbanți, atât pentru orto-nitr ofenol,cât și pentru para-nitrofenol, datele
se corelează întotdeauna după acest model,obținându-se cele mai mari valori ale factorului de
corelare.

4.Din studiul factorului adimensional n caracteristic modelului Freundlich , se poate concluziona că
procesul de adsorbție este favorabil în condițiile de lucru, ac esta având cu o singură excepție,valori
supraunitare.
În situațiile în care datele experimentale au putut fi corel ate cu modelul Dubinin-Radushkevich, s-
a constatat obținerea unor valori ale energiei libere de adsorb ție E DR cuprinse între 2 și 3 kJ/mol,care
încadrează adsorbția celor doi compuși în categoria proceselor de natură fizică (prin forțe Van der
Waals). De asemenea, modelul Dubinin-Radushkevich furnizează in formații referitoare la
capacitatea maximă de adsorbție. Se constată că cele mai mari v alori s-au obținut în cazul adsorbției
orto-nitrofenolului, iar procesul de adsorbție decurge cel mai bine în cazul utilizării cărbunelui
activat cu acid.
5.Comparând performanțele celor trei materiale adsorbante în pr ocesul de adsorbție a nitrofenolilor,
se constată din izotermele de ech ilibru că orto-nitrofenolul ar e o afinitate mai mare pentru cei trei
adsorbanți decât para-nitrofenolu , indiferent de temperatura la care se lucrează.

6.Conform rezultatelor experimentale obținute s-a constatat că temperatura nu influențează foarte
mult procesul de adsorbție al celor doi nitrofenoli ,însă adsor bția para-nitrofenolului pe cărbune
activat cu KOH este favorizată de temperaturi mai scăzute.

74

CAPITOLUL AL III-LEA
MĂSURI DE PROTEC ȚIE A MEDIULUI ÎNCONJURĂTOR

III.1 INTRODUCERE

Realitățile zilelor noastre ara tă că secolul XX este perioa da celor mai mari descoperiri și
transformări ale civilizației omenești, dar și cele mai complex e și uneori nebănuite efecte asupra
vieții.[24]
Până nu demult resursele natur ale regenerabile ale Terrei e rau suficiente pentru nevoile omenirii.
În prezent, ca urmare a exploziei demografice și a dezvoltării fără precedent a tuturor ramurilor de
activitate, necesarul de materie primă și energie pentru produc ția de bunuri a crescut mult, iar
exploatarea intensă a resurselor pământului relevă, tot mai evi dent, un dezechilibru ecologic.
Mediul înconjurător apare ca o realitate pluridimensională care include nu numai mediul natural,
dar și activitatea și creațiile omului, acesta ocupând o dublă poziție: de "component" al mediului și
de "consumator", de beneficiar al mediului.[24]
În întreaga activitate a mediului înconjurator se urmăreșt e nu numai folosirea rațională a tuturor
resurselor, ci și corelarea activității de sistematizare a teri toriului și localităților cu măsuri de
protejare a factorilor naturali, adoptarea de tehnologii de pro ducție cât mai puțin poluante și
echiparea instalațiilor tehnologice și a mijloacelor de transpo rt generatoare de poluanți cu
dispozitive și instalații care să prevină efectele dăunătoare a supra mediului înconjurător,
recuperarea și valorificarea optimă a substanțelor reziduale ut ilizabile.[24]
Prin protecția mediului ambiant se subînțelege ocroti rea atmosferei, solului, apei, florei și
faunei. Este important faptul că protecția mediului ambi ant prevede și protecția sănătății
omului, orientată spre asigurarea unei stări psihologice și fiz ice normale.[25]

III.2 COMBATEREA P OLUĂRII APELOR

Pentru a evita poluarea apei s e adoptă următoarele măsuri:
 construirea de baraje;
 epurarea apelor reziduale (cu ajutorul filtrelor,a unor substan țe chimice sau a unor bacterii
biodegradante etc.);
 construirea de bazine speciale de colectare a deșeurilor și rez idurilor,pentru a împiedica
deversarea directă a acestora în apele de suprafață;
 construcția de zone de protecție a apelor;

75 construirea unor stații de epurar e a apelor reziduale ale local ităților;
 execuția lucrărilor de îndiguire și de construire a unor baraje ;
 să nu se arunce și să nu se depoziteze pe maluri sau în albiile râurilor deșeuri de orice
fel.[26]
Cea mai eficientă metodă folosită este epurarea apelor uzate,ca re se desfășoară în trei etape:
 Epurarea mecanică:constă în reținerea materiilor solide în susp ensie cu ajutorul
grătarelor,sitelor și deznisipatoarelor
 Epurarea fizico-chimică:constă în tratarea apelor uzate cu ajut orul unor reactivi
chimici,numiți coagulanți,cu o eficiență de îndepărtare a mater iilor în suspensie de 95 %.
 Epurarea biologică constă în eliminarea poluanților organici bi odegradabili cu ajutorul
microorganismelor.[15]

III.3 LIMITELE DE ÎNCĂRCARE C U POLUANȚI A APELOR UZATE
EVACUATE ÎN RE SURSELE DE APĂ

Limitele maxime admisibile a poluanților în apele uzate sunt prezentate în tabelul III.1.[13]

Tabel III.1 :Limitele maxime adm isibile a poluanților în apele uzate
Indicator de calitate Unitate de măsură Limite maxime admisibil e
CBO 5 mg/l 25
CCO mg/l 125
Materii în suspensie mg/l 35
Azot total mg/l 10
Sulfuri și hidrogen sulfurat mg/l 1
Produse petroliere mg/l 5
Fosfor total mg/l 4
Arsen mg/l 0,5
Mercur mg/l 0,5
Cadmiu mg/l 0,2
Plumb mg/l 300
Aluminiu mg/l 0,05
Nichel mg/l 0,1
Zinc mg/l 0,1

76
BIBLIOGRAFIE

1. Legea Apelor nr.107/1996
2. Trâmbițașu, E., Fizico-chimia mediului , Ediția a II-a, Ed. Universității Petrol-Gaze din
Ploiești, 2008
3. Satinder A. , Food, Energy and Water:The Chemistry Connection ,2015, p. 431
4. Ion Zăvoianu, Hidrologie ,Ediția a IV a,Editura Fundației Române de Mâine, București,200 6
5. Hidrologie-Note de curs
6. Interacția substanțelor cu agenții de mediu-note de curs
7. Onuțu, I., Dumitran C., Protecția mediului. Poluan ți în petrol și petrochimie –
îndrumar de laborator, Ed. Universității Petrol- Gaze din Ploiești, 2012
8. Morar F., Managementul sistemului de protec ția mediului ,Curs master-Managementul
sistemelor de energie, Uni versitatea Petru-Maior,2009
9. Dorin S.S., Dorin D.D. , Apa tehnologic ă în industria alimentar ă.Proprietăți fizice și
chimice , Buletinul AGIR, 3, 2003
10. Rojanschi, V., Ogneanu,T., Cartea operatorului din sta ții de tratare a apelor uzate , Ed.
Tehnică, București, 1997
11. Fizico-Chimia Mediului-note de curs
12. Tratarea și Epurarea Apelor Reziduale-Note de curs
13. http://www.upg-ploiesti.ro/fisiere/1669/apa_poluare_depoluare.p df
14. Popa G. M. D. , Metode neconven ționale,ecologice,de epurare a apelor uzate, Rezumat al
tezei de doctorat, 2011
15. Titirez V., Epurarea apelor uzate ,Proiect de specialitate,Calificarea Tehnician ecolog și
protecția calității mediului,2007-2008
16.
Diasa J.M., Alvim-Ferraza M.C.M., Almeidaa M.F., Rivera-Utrill ab J., Sanchez-Polob M.,
Journal of Environmental Management, 85, 2007, p.833
17. http://www.wts-online.ro/tratare-apa/tratarea-apei-potabile-pun ctul-de-consum/tipuri-de-
tratament/carbuni-activi
18. Yorgun S., Yıldız D., Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers , 53, 2015,
p.122
19. Oliveira L.C.A., Pereira E., Gui maraes I.R., Vallone A., Pereir a M., Mesquita J.P., Sapag
K., Journal of Hazardous Materials , 165, 2009, p. 87
20. Kavitha V., Palanivelu K., Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 170,
2005, p.83

7721. Ghaemi N., Madaeni S.S., Alizadeh A., Daraei P., Zinatizade h,Farshad Rahimpour A.A.,
Separation and Puri fication Technology , 85, 2012, p.147
22. Stoica, I., Studii asupra procesului de re ținere a plumbului din solu ții apoase pe
cărbune activ ob ținut din de șeuri agricole – proiect de diplomă, UPG Ploiești, 2013
2 3 . R o d r i g u e s L . A . , C a e t a n o P i n t o d a S i l v a M . , A l v a r e z – M e n d e s M . , T h i m G .,
Chemical Engineering Journal , 174, 2011, p. 49
24. http://www.scritub.com/geografie/ecologie/Masuri-de-protect ie-a-mediului912441417.php
25. http://www.gardena.com/md/environment/
26. http://www.noiscriem.net/2013/07/masuri-impotriva-pol uarii-solului-apei.html

Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 114 Filename: sttn_A_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune KOH Comment:
Sample weight: 0.0399 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 315.6 min End of run: 2015/07/10 10:50:36 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{635542329:20150713 110808265} Page 1 of 1 Isotherm : Linear
Adsorbate Nitrogen Temperature 77.350K
Molec. Wt.: 28.013 Cross Section: 16.200 Ų Liquid Density: 0.808 g/cc Data Reduction Parameters Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 114 Filename: sttn_A_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune KOH Comment:
Sample weight: 0.0399 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 315.6 min End of run: 2015/07/10 10:50:36 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{635542329:20150713 110808265} Page 1 of 1 Ads Des
-5.14 -1.14 2.86 6.86 10.86 14.86 18.86 20.60 Volume @ STP (cc/g)
0.00 0.40 0.80 1.09
Relative Pressure, P/Po Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 114 Filename: sttn_A_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune KOH Comment:
Sample weight: 0.0399 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 315.6 min End of run: 2015/07/10 10:50:36 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{635542329:20150713 110808265} Page 1 of 1

Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 114 Filename: sttn_A_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune KOH Comment:
Sample weight: 0.0399 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 315.6 min End of run: 2015/07/10 10:50:36 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{1167855448:20150713 103709390} Page 1 of 1 BJH method Desorption dV(d)
t-Method Calc. method: de Boer
BJH/DH method Moving pt. avg.: off Ignoring P-tags below 0.35 P/Po
Adsorbate Nitrogen Temperature 77.350K
Molec. Wt.: 28.013 Cross Section: 16.200 Ų Liquid Density: 0.808 g/cc Data Reduction Parameters Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 114 Filename: sttn_A_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune KOH Comment:
Sample weight: 0.0399 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 315.6 min End of run: 2015/07/10 10:50:36 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{1167855448:20150713 103709390} Page 1 of 1 V dV(d)
0.00e+00 1.13e-03 2.25e-03 3.38e-03 4.50e-03 5.63e-03 6.75e-03 7.88e-03 9.00e-03 1.01e-02 dV(d) (cc/nm/g)
0.00e+00 4.00e-03 8.00e-03 1.20e-02 1.60e-02 2.00e-02 2.40e-02 2.80e-02 3.20e-02 3.59e-02 Cumulative Pore Volume (cc/g)
3.000 5.000 10.000 20.000 30.000 40.000 200.000
Pore Diameter (nm)
BJH desorption summary

Surface Area = 12.685 m²/g
Pore Volume = 0.033 cc/g
Pore Diameter Dv(d) = 3.259 nm

Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 114 Filename: sttn_A_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune KOH Comment:
Sample weight: 0.0399 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 315.6 min End of run: 2015/07/10 10:50:36 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{1167855448:20150713 103709390} Page 1 of 1

Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/13 Operator: quantachrome Date: 2015/07/14
Sample ID: 116 Filename: sttn_A_20150713_1.qps
Sample Desc: Carbune ZnCl2 Comment:
Sample weight: 0.0461 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 309.6 min End of run: 2015/07/13 10:38:29 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{370522199:20150714 091321687} Page 1 of 1 Isotherm : Linear
Adsorbate Nitrogen Temperature 77.350K
Molec. Wt.: 28.013 Cross Section: 16.200 Ų Liquid Density: 0.808 g/cc Data Reduction Parameters Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/13 Operator: quantachrome Date: 2015/07/14
Sample ID: 116 Filename: sttn_A_20150713_1.qps
Sample Desc: Carbune ZnCl2 Comment:
Sample weight: 0.0461 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 309.6 min End of run: 2015/07/13 10:38:29 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{370522199:20150714 091321687} Page 1 of 1 Ads Des
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00 36.00 40.00 44.00 48.00 52.00 56.00 60.00 Volume @ STP (cc/g)
0.00 0.40 0.80 1.09
Relative Pressure, P/Po Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/13 Operator: quantachrome Date: 2015/07/14
Sample ID: 116 Filename: sttn_A_20150713_1.qps
Sample Desc: Carbune ZnCl2 Comment:
Sample weight: 0.0461 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 309.6 min End of run: 2015/07/13 10:38:29 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{370522199:20150714 091321687} Page 1 of 1

Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/13 Operator: quantachrome Date: 2015/07/14
Sample ID: 116 Filename: sttn_A_20150713_1.qps
Sample Desc: Carbune ZnCl2 Comment:
Sample weight: 0.0461 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 309.6 min End of run: 2015/07/13 10:38:29 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{216325029:20150714 09145400} Page 1 of 1BJH method Desorption dV(d)
t-Method Calc. method: de Boer
BJH/DH method Moving pt. avg.: off Ignoring P-tags below 0.35 P/Po
Adsorbate Nitrogen Temperature 77.350K
Molec. Wt.: 28.013 Cross Section: 16.200 Ų Liquid Density: 0.808 g/cc Data Reduction Parameters Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/13 Operator: quantachrome Date: 2015/07/14
Sample ID: 116 Filename: sttn_A_20150713_1.qps
Sample Desc: Carbune ZnCl2 Comment:
Sample weight: 0.0461 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 309.6 min End of run: 2015/07/13 10:38:29 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{216325029:20150714 09145400} Page 1 of 1V dV(d)
0.00e+00 1.69e-03 3.37e-03 5.06e-03 6.75e-03 8.44e-03 1.01e-02 1.18e-02 1.35e-02 1.52e-02 1.69e-02 1.86e-02 2.02e-02 2.19e-02 2.36e-02 2.53e-02 2.70e-02 2.87e-02 3.04e-02 3.21e-02 dV(d) (cc/nm/g)
0.00e+00 4.00e-03 8.00e-03 1.20e-02 1.60e-02 2.00e-02 2.40e-02 2.80e-02 3.20e-02 3.60e-02 4.00e-02 4.40e-02 4.80e-02 5.20e-02 5.60e-02 6.00e-02 6.40e-02 6.80e-02 7.20e-02 7.60e-02 Cumulative Pore Volume (cc/g)
3.000 4.000 5.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 100.000
Pore Diameter (nm)
BJH desorption summary

Surface Area = 31.430 m²/g
Pore Volume = 0.069 cc/g
Pore Diameter Dv(d) = 3.456 nm

Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/13 Operator: quantachrome Date: 2015/07/14
Sample ID: 116 Filename: sttn_A_20150713_1.qps
Sample Desc: Carbune ZnCl2 Comment:
Sample weight: 0.0461 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 309.6 min End of run: 2015/07/13 10:38:29 Instrument: Nova Station A
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{216325029:20150714 09145400} Page 1 of 1

Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 115 Filename: sttn_B_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune H3PO4 Comment:
Sample weight: 0.0257 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 318.2 min End of run: 2015/07/10 10:53:15 Instrument: Nova Station B
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{444314197:20150713 110531125} Page 1 of 1 Isotherm : Linear
Adsorbate Nitrogen Temperature 77.350K
Molec. Wt.: 28.013 Cross Section: 16.200 Ų Liquid Density: 0.808 g/cc Data Reduction Parameters Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 115 Filename: sttn_B_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune H3PO4 Comment:
Sample weight: 0.0257 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 318.2 min End of run: 2015/07/10 10:53:15 Instrument: Nova Station B
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{444314197:20150713 110531125} Page 1 of 1 Ads Des
0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00 36.00 40.00 44.00 48.00 52.00 56.00 60.00 64.00 68.00 72.00 Volume @ STP (cc/g)
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
Relative Pressure, P/Po Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 115 Filename: sttn_B_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune H3PO4 Comment:
Sample weight: 0.0257 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 318.2 min End of run: 2015/07/10 10:53:15 Instrument: Nova Station B
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{444314197:20150713 110531125} Page 1 of 1

Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 115 Filename: sttn_B_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune H3PO4 Comment:
Sample weight: 0.0257 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 318.2 min End of run: 2015/07/10 10:53:15 Instrument: Nova Station B
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{627021210:20150713 110716156} Page 1 of 1 BJH method Desorption dV(d)
t-Method Calc. method: de Boer
BJH/DH method Moving pt. avg.: off Ignoring P-tags below 0.35 P/Po
Adsorbate Nitrogen Temperature 77.350K
Molec. Wt.: 28.013 Cross Section: 16.200 Ų Liquid Density: 0.808 g/cc Data Reduction Parameters Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 115 Filename: sttn_B_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune H3PO4 Comment:
Sample weight: 0.0257 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 318.2 min End of run: 2015/07/10 10:53:15 Instrument: Nova Station B
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{627021210:20150713 110716156} Page 1 of 1 V dV(d)
0.00e+00 1.23e-03 2.45e-03 3.68e-03 4.02e-03 dV(d) (cc/nm/g)
0.00e+00 4.00e-03 8.00e-03 1.20e-02 1.31e-02 Cumulative Pore Volume (cc/g)
3.000 5.000 10.000 20.000 30.000 40.000 200.000
Pore Diameter (nm)
BJH desorption summary

Surface Area = 4.936 m²/g
Pore Volume = 0.012 cc/g
Pore Diameter Dv(d) = 3.135 nm

Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on
for NOVA instruments
©1994-2013, Quantachrome Instruments
version 11.03
Analysis Report
Operator: quantachrome Date: 2015/07/10 Operator: quantachrome Date: 2015/07/13
Sample ID: 115 Filename: sttn_B_20150710_1.qps
Sample Desc: Carbune H3PO4 Comment:
Sample weight: 0.0257 g Sample Volume: 1 cc
Outgas Time: 3.0 hrs OutgasTemp: 150.0 C
Analysis gas: Nitrogen Bath Temp: 273.0 K
Press. Tolerance: 0.100/0.100 (ads/des) Equil time: 60/60 sec (ads/des) Equil timeout: 240/240 sec (ads/des)
Analysis Time: 318.2 min End of run: 2015/07/10 10:53:15 Instrument: Nova Station B
Cell ID: 0
Quantachrome NovaWin – Data Acquisition and Reducti on for NOVA instruments ©1994-2013, Quantachrome In struments version 11.03 Report id:{627021210:20150713 110716156} Page 1 of 1