Title of article :
Pharmaceutical Wastewater Chemical Oxygen Demand Reduction: Electro-Fenton, UV-enhanced Electro-Fenton and Activated Sludge
Author/Authors :
Behfar, R Department of Chemical Engineering - Faculty of Engineering - Arak University, Arak, Iran , Davarnejad, R Department of Chemical Engineering - Faculty of Engineering - Arak University, Arak, Iran , Heydari, R Research Center for Environmental Determinants of Health - Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran
Pages :
6
From page :
1710
To page :
1715
Abstract :
In this study, Chemical Oxygen Demand (COD) from a pharmaceutical wastewater (PhW) was reduced by several techniques such as electro-Fenton (EF), photo electro-Fenton (PEF) and activated sludge (AS) processes and the obtained data were compared with each other. The effects of several parameters such as pH, current density, H2O2/Fe2+ molar ratio, volume ratio of H2O2/PhW, reaction time and UVA light were studied on the COD reduction through the EF and PEF processes. The Box-Behnken Design (BBD) under Response Surface Methodology (RSM) was applied to design and then optimize these processes. The optimal conditions for 87% of COD removal through the EF process were at pH of 3.27, current density of 57 mA/cm2, H2O2/Fe2+ molar ratio of 3.5, volume ratio of H2O2/PhW of 1.34 ml/l and reaction time of 56.32 min while the optimal conditions for 91.6% of COD removal through PEF process were at pH of 3.5, current density of 57.5 mA/cm2, H2O2/Fe2+ molar ratio of 3.81, volume ratio of H2O2/PhW of 1.5 ml/l, reaction time of 10.12 min and 6 W UVA light while 77.70% of COD removal was obtained by the AS process with residence time of 1020 min. According to the kinetic study, the second order reaction (with high R2 data) could properly model the EF and PEF processes.
Farsi abstract :
در اين مطالعه حذف COD پساب دارويي توسط روشهاي الكتروفنتون و فوت والكتروفنتون و مقايسه با لجن فعال بررسي شد. اثرات متغيرهاي مستقل كه بر پاسخ عملكرد تاثير دارند شامل pH ، چگالي جريان، نسبت مولي پراكسيد هيدروژن بر يون آهن، نسبت حجمي پراكسيد هيدروژن بر حجم پساب (ميلي ليتر بر ليتر)، زمان واكنش و نور هستند. اين پارامترها از طراحي باكس بنكن تحت روش سطح پاسخ بهينه سازي شدند. شرايط بهينه براي حذف 87 درصد COD در روش الكتروفنتون شامل pH برابر 27 / 3 ، چگالي جريان 57 ميلي آمپر بر سانتي متر مربع، نسبت مولي پراكسيد هيدروژن بر يون آهن برابر 3.5 ، نسبت حجمي پراكسيد هيدروژن بر حجم پساب برابر با 34 / 1 ميلي گرم بر ليتر و زمان واكنش 32 / 56 دقيقه مي باشد. شرايط بهينه براي حذف 6 / 91 درصد COD در روش فوتوالكتروفنتون با بهبود درصد حذف نسبت به الكتروفنتون شامل pH برابر 5 / 3 ، چگالي جريان 5 / 57 ميلي آمپر بر سانتيمتر مربع، نسبت مولي پراكسيد هيدروژن بر يون آهن برابر 81 / 3 ، نسبت حجمي پراكسيد هيدروژن بر حجم پساب برابر با 5 / 1 ميلي گرم بر ليتر، زمان واكنش 12 / 10 دقيقه و شدت نور يو- وي 6 وات مي باشد. براي حذف 7 / 77 درصد COD در روش لجن فعال نياز به صرف زمان 1029 دقيقه مي باشد و در نهايت با استفاده از مطالعه سنتيك واكنش، واكنش درجه دوم فرايند الكتروفنتون و فوتوالكتروفنتون را برآورده مي كند.
Keywords :
Response Surface Methodology , Photo Electro-Fenton , Pharmaceutical Wastewater , COD Removal , Activated Sludge
Serial Year :
2019
Record number :
2497176
Link To Document :
بازگشت