Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ánh sáng mặt trời, sắt và các gốc tự do để xử lý những chất thải khó phân hủy từ nước thải rượu vang đã qua xử lý sinh học
Tóm tắt
Nước thải nhà máy rượu có đặc điểm là chứa hàm lượng hữu cơ cao bao gồm các chất cồn, axit và các hợp chất có trọng lượng phân tử cao khó phân hủy (ví dụ: polyphenol, tannin và lignin). Đến nay, phương pháp xử lý sinh học vẫn là công nghệ khả thi nhất cho các loại nước thải như vậy, thường có sự biến động theo mùa cao; tuy nhiên, luật pháp nghiêm ngặt áp dụng cho việc tái sử dụng nước thải cho mục đích tưới tiêu đặt ra nhu cầu cần thiết cho việc xử lý sâu hơn phần chất khó phân hủy còn lại của nước thải nhà máy rượu. Trong bối cảnh này, việc sử dụng các công nghệ xử lý thay thế, nhằm khoáng hóa hoặc chuyển đổi các phân tử khó phân hủy thành những phân tử có thể bị phân hủy sinh học tiếp theo, là vấn đề gây mối quan tâm lớn. Trong nghiên cứu này, một loại nước thải từ nhà máy rượu đã được xử lý trước đó bằng phản ứng lên men theo mẻ đã được tiếp tục tinh khiết hóa bằng các quy trình oxy hóa Fenton mặt trời đồng nhất và không đồng nhất. Ảnh hưởng của các biến số vận hành khác nhau như nồng độ chất xúc tác và chất oxi hóa, pH đầu vào, nhiệt độ và công suất đèn đã được đánh giá trên sự giảm thiểu nhu cầu oxy hóa học (COD), carbon hữu cơ hòa tan (DOC), màu, tổng phenolic và độ độc hại sinh thái trong quy trình Fenton mặt trời đồng nhất. Ngoài ra, một đánh giá so sánh giữa các quy trình Fenton mặt trời đồng nhất và không đồng nhất cũng đã được thực hiện. Trong nghiên cứu hiện tại, quy trình Fenton mặt trời đồng nhất đã được chứng minh là quy trình hiệu quả nhất, với tỷ lệ loại bỏ COD, DOC và tổng phenolic khoảng 69%, 48% và 71% trong 120 phút của quá trình quang xúc tác, tương ứng.
Từ khóa
#nước thải nhà máy rượu #xử lý sinh học #oxy hóa Fenton #tính bền vững #polyphenol #tannin #lignin #carbon hữu cơ hòa tan #nhu cầu oxy hóa học #độ độc hại sinh tháiTài liệu tham khảo
M. S. Lucas, J. A. Peres, G. Li Puma, Treatment of winery wastewater by ozone-based advanced oxidation processes (O3, O3/UV and O3/UV/H2O2) in a pilot-scale bubble column reactor and process economics, Sep. Purif. Technol., 2010, 72, 235–241.
A. Chatzilazarou, E. Katsoyannos, O. Gortzi, S. Lalas, Y. Paraskevopoulos, E. Dourtoglou, J. Tsaknis, Removal of polyphenols from wine sludge using cloud point extraction, J. Air Waste Manage. Assoc., 2010, 60, 454–459.
N. Anastasiou, M. Monou, D. Mantzavinos, D. Kassinos, Monitoring of the quality of winery influents/effluents and polishing of partially treated winery flows by homogeneous Fe(ii) photo-oxidation, Desalination, 2009, 248, 836–842.
R. Mosteo, J. Sarasa, M. P. Ormad, J. L. Ovelleiro, Sequential solar photo-Fenton-biological system for the treatment of winery wastewaters, J. Agric. Food Chem., 2008, 56, 7333–7338.
M. P. Ormad, R. Mosteo, C. Ibarz, J. L. Ovelleiro, Multivariate approach to the photo-Fenton process applied to the degradation of winery wastewaters, Appl. Catal., B, 2006, 66, 58–63.
M. S. Lucas, R. Mosteo, M. I. Maldonado, S. Malato, J. A. Peres, Solar photochemical treatment of winery wastewater in a CPC reactor, J. Agric. Food Chem., 2009, 57, 11242–11248.
I. B. S. Will, J. E. F. Moraes, A. C. S. C. Teixeira, R. Guardani, C. A. O. Nascimento, Photo-Fenton degradation of wastewater containing organic compounds in solar reactors, Sep. Purif. Technol., 2004, 34, 51–57.
M. S. Lucas, J. A. Peres, Decolorization of the azo dye reactive black 5 by Fenton and photo-Fenton oxidation, Dyes Pigm., 2006, 71, 236–244.
M. Perez, F. Torrades, J. A. Garcıa-Hortal, X. Domènech, J. Peral, Removal of organic contaminants in paper pulp treatment effluents under Fenton and photo-Fenton conditions, Appl. Catal., B, 2002, 36, 63–74.
J. Garcia-Montano, F. Torrades, J. A. García-Hortal, X. Domènech, J. Peral, Degradation of Procion Red H-E7B reactive dye by coupling a photo-Fenton system with a sequencing batch reactor, J. Hazard. Mater., 2006, 134, 220–229.
M. I. Pariente, F. Martınez, J. A. Melero, J. A. Botas, T. Velegraki, N. P. Xekoukoulotakis, D. Mantzavinos, Heterogeneous photo-Fenton oxidation of benzoic acid in water: effect of operating conditions, reaction by-products and coupling with biological treatment, Appl. Catal., B, 2008, 85, 24–32.
S. Malato, P. Fernandez-Ibanez, M. I. Maldonado, J. Blanco, W. Gernjak, Decontamination and disinfection of water by solar photocatalysis: recent overview and trends, Catal. Today, 2009, 147, 1–59.
A. Santos, P. Yustos, S. Rodriguez, E. Simon, F. Garcia-Ochoa, Abatement of phenolic mixtures by catalytic wet oxidation enhanced by Fenton’s pretreatment: effect of H2O2 dosage and temperature, J. Hazard. Mater., 2007, 146, 595–601.
APHA, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association, Washington, DC, USA, 20th edn, 1998.
H. Dejmkova, M. Scampicchio, J. Zima, J. Barek, S. Mannino, Determination of total phenols in foods by boron doped diamond electrode, Electroanalysis, 2009, 21, 1014–1018.
A. Pala, E. Tokat, Color removal from cotton textile industry wastewater in an activated sludge system with various additives, Water Res., 2002, 36, 2920–2925.
N. Klamerth, N. Miranda, S. Malato, A. Aguera, A. R. Fernandez-Alba, M. I. Maldonado, J. M. Coronado, Degradation of emerging contaminants at low concentrations in MWTPs effluents with mild solar photo-Fenton and TiO2, Catal. Today, 2009, 144, 124–130.
E. Evgenidou, I. Konstantinou, K. Fytianos, I. Poulios, Oxidation of two organophosphorous insecticides by the photo-assisted Fenton reaction, Water Res., 2007, 41, 2015–2027.
F. Torrades, M. Perez, H. D. Mansilla, J. Peral, Experimental design of Fenton and photo-Fenton reactions for the treatment of cellulose bleaching effluents, Chemosphere, 2003, 53, 1211–1220.
I. Michael, E. Hapeshi, C. Michael, D. Fatta-Kassinos, Solar Fenton and solar TiO2 catalytic treatment of ofloxacin in secondary treated effluents: evaluation of operational and kinetic parameters, Water Res., 2010, 44, 5450–5462.
V. Sarria, S. Parra, N. Adler, P. Peringer, C. Benitez, C. Pulgarin, Recent developments in the coupling of the photoassisted and aerobic biological processes for the treatment of biorecalcitrant compounds, Catal. Today, 2002, 76, 301–315.