A comparative study for the removal of textile dyes from water

Abstract

Dyes end up in nature with discharged textile wastewater and harm the flora and fauna. Textile wastewater often contains various dyes, which can be complex in structure. Because of this, it can be difficult to remove them from the water. The purpose of this thesis was to investigate the selected Kemira's commercial products for the removal of dyes from water by coagulation and flocculation. In addition, the dye removal was investigated by adsorption using commercial activated carbon for comparison.

Two different dyes were investigated: reactive blue (RB21) and acid orange 7 (AO7). Coagulation tests were performed with three different coagulants: iron chloride, iron sulphate and polyaluminum chloride (PAC). In addition, granular activated carbon (GAC) was selected as an adsorbent for adsorption tests. The dye removal from water was evaluated by measuring the turbidity, chemical oxygen demand (COD), colour and pH of the solutions. It was possible to compare the effectiveness of different products for dye removal from water and the technologies used in this study.

Based on the results, It was observed that RB21 was significantly easier to remove from water than the AO7. All tested coagulants achieved 100% colour removal efficiency for RB21 solutions at 25, 50 and 100 ppm dye concentration. In AO7 solutions, only PAC achieved about 98% removal efficiency at 50 ppm dye concentration. Based on the adsorption results, the tested GAC is not suitable for RB21, but almost 100% colour removal efficiency of AO7 was achieved at 50 ppm dye concentration. From the results, it can be concluded that the tested Kemira’s products are promising for studied dyes, but require additional testing, especially with dye mixtures. In addition, optimizing the test parameters could enhance the dye removal, mainly for AO7.

Väriaineita päätyy tekstiilijäteveden mukana luontoon ja ne ovat haitallisia ympäristölle sekä ihmisille. Tekstiilijätevesi sisältää usein erilaisia väriaineita, jota voivat olla kompleksisia rakenteeltaan, minkä vuoksi niitä on hankala poistaa vedestä. Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia Kemiran kaupallisten tuotteiden toimivuutta väriaineiden poistoon vedestä koagulaation ja flokkulaation avulla. Lisäksi värinpoistotehokkuutta tutkittiin adsorptiolla vertailua varten.

Työssä tutkittiin kahta erilaista väriainetta reactive blue 21 (RB21) ja acid orange 7 (AO7), joista valmistettiin synteettiset väriaineliuokset kolmena eri pitoisuutena. Koagulaatiotestit suoritettiin kolmella eri koagulantilla: rautakloridilla, rautasulfaatilla ja polyalumiinikloridilla (PAC). Lisäksi rakeinen aktiivihiili (GAC) valikoitui adsorptiotesteihin adsorbentiksi. Värinpoistotehokkuutta arvioitiin mittaamalla liuoksista sameus, kemiallinen hapenkulutus, väri ja pH. Näiden kokeiden avulla pystyttiin vertaamaan eri tuotteiden tehokkuutta värinpoistoon vedestä ja käytettyjä teknologioita.

Tulosten perusteella väriaineiden poistotehokkuuksissa on eroavaisuuksia. RB21 oli huomattavasti helpompi poistaa vedestä kuin AO7. Kaikilla testatuilla koagulanteilla saavutettiin 100% värinpoistotehokkuus 25, 50 ja 100 ppm RB21 väriliuoksista. Puolestaan AO7 testeissä, vain PAC:lla saavutettiin noin 98% poistotehokkuus 50 ppm väriliuoksesta. Adsorptiotulosten perusteella testattu GAC ei sovellu RB21 poistoon vedestä, mutta lähes 100% AO7 värinpoistotehokkuus saavutettiin 50 ppm värikonsentraatiossa. Tulosten perusteella testatut Kemiran tuotteet ovat lupaavia tutkittujen väriaineiden käsittelyyn, mutta vaativat lisätestausta erityisesti väriseoksilla. Lisäksi testiparametrien optimoinnilla voitaisiin tehostaa värinpoistotehokkuutta etenkin AO7 kohdalla.