Cod removal from landfill leachate using fenton oxidation and coagulation

• Autorzy: Barbusiński K. , Pieczykolan B.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The treatment of old municipal landfill leachate by Fenton oxidation, coagulation as well as coagulation combined with the Fenton oxidation was carried out on a laboratory scale. It has been found that organic pollutants in leachate could be successfully removed by Fenton oxidation. The most advantageous dose of H2O2 and Fe2+/H2O2 ratio were 1350 mg/L and 0.2, respectively at pH 3 and reaction time of 45 minutes. In these operating conditions, the COD removal efficiency reached 61%. However, a 73.1% removal of COD was attained after 26 hours of Fenton oxidation. In coagulation process, the efficiency was within the range of 39-45.8% using PIX as a coagulant at dose of 500 mg/L (pH 5 and 30 min of reaction time). The best result of COD removal (65.3%) was obtained in the combined treatment system including a coagulation process, followed by a Fenton oxidation. In this case, COD removal by coagulation was 45.8% while by Fenton oxidation only 19.5%. Therefore more experiments need to be done towards optimisation of such combined system. It concerns particularly the second treatment stage by Fenton oxidation. It was concluded that the Fenton oxidation or combined coagulation-Fenton oxidation system are very efficient and promising methods for treatment of non-biodegradable landfill leachate.

PL

Prowadzono oczyszczanie odcieków ze starej kwatery składowiska odpadów komunalnych za pomocą odczynnika Fentona, procesu koagulacji, jak również koagulacji połączonej z utlenianiem odczynnikiem Fentona w skali laboratoryjnej. Wykazano, że zanieczyszczenia organiczne zawarte w odciekach były efektywnie usuwane za pomocą utleniania odczynnikiem Fentona. Najkorzystniejsza dawka H2O2 i stosunek Fe2+/H2O2 wynosiły odpowiednio 1350 mg/L i 0.2 przy pH 3 i czasie reakcji 45 minut. W tych warunkach stopień obniżenia wartości ChZT wynosił 61%. Po 26 godzinach efektywność ta zwiększyła się do 73.1%. W procesie koagulacji, efektywność obniżania ChZT zawierała się w granicach 39-45.8% przy zastosowaniu dawki PIX-u równej 500 mg/L przy pH 5 i czasie reakcji 30 minut. Najlepszy wynik obniżenia wartości ChZT (65.3%) uzyskano w układzie kombinowanym (koagulacja-odczynnik Fentona). W tym przypadku efektywność obniżenia wartości ChZT w procesie koagulacji wynosiła 45.8%, natomiast w procesie Fentona jedynie 19.5%. Dlatego niezbędne są dalsze badania nad optymalizacją takiego układu kombinowanego, a w szczególności drugiego stopnia oczyszczania odczynnikiem Fentona. Wyniki badań wykazały, że zastosowanie odczynnika Fentona bądź układu kombinowanego stanowi efektywny i obiecujący sposób oczyszczania odcieków niepodatnych na biodegradację.

Słowa kluczowe

EN

landfill leachate; Fenton's reagent; coagulation; advanced oxidation

PL

odcieki ze składowisk; odczynnik Fentona; koagulacja; zaawansowane utlenianie

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 3, no. 4
• Strony: 93--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz.

Twórcy

autor

Barbusiński K.

autor

Pieczykolan B.

• Faculty of Energy and Environmental Engineering, Silesian University of Technology, Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice, Poland,

Bibliografia

• [1] Kang K.H., Shin H.S., Park H.; Characterization of humic substances present in landfill leachates with different landfill ages and its implications. Wat. Res. Vol.36, No.16, 2002; p.4023-4032
• [2] Wang Z.P., Zhang Z., Lin Y.J., Deng N.S., Tao T., Zhuo K.; Landfill leachate treatment by a coagulation– photooxidation process. J. Hazardous Mater. Vol.95, No.1/2, 2002; p.153-159
• [3] Mott H.V., Hartz K.E., Yonge D.R.; Landfill leachates. J. Environ. Eng. Vol.113, No.3, 1987; p.476-485
• [4] Tatsi A.A., Zouboulis A.I., Matis K.A., Samaras P.; Coagulation-flocculation pre-treatment of sanitary landfill leachates. Chemosphere, Vol.53, 2003; p.737 -744
• [5] Silva A.C., Dezotti M., Sant’Anna G.L. Jr.; Treatment and detoxification of a sanitary landfill leachate. Chemosphere, Vol. 55, 2004; p.207-214
• [6] Lopez A., Pagano M., Volpe A., Di Pinto A.C.; Fenton’s pre-treatment of mature landfill leachate. Chemosphere, Vol. 54, 2004; p.1005-1010
• [7] Amokrane A., Comel C., Veron J.; Landfill leachates pre-treatment by coagulation flocculation. Wat. Res. Vol. 31, No. 11, 1997; p.2775-2782
• [8] Li X.Z., Zhao Q.L., Hao X.D.; Ammonium removal from landfill leachate by chemical precipitation. Waste Management, Vol. 19, 1999; p.409-415
• [9] Kang Y.W., Hwang K-Y.; Effects of reaction conditions on the oxidation efficiency in the Fenton process. Wat. Res. Vol. 34, No. 10, 2000; p.2786–2790
• [10] Medez R., Lema J.M., Blazquez R., Pan M., Forjan C.; Characterization, digestibility and anaerobic treatment of leachates from old and young landfills. Wat. Sci. Technol. Vol.21, 1989; p.145-155
• [11] Enzminger J.D., Robertson D., Ahlert R.C., Kosson D.S.; Treatment of landfill leachates. J. Hazardous Mater. Vol.14, 1987; p.83-101
• [12] Lisk D.J.; Environmental effects of landfill. Sci. Total Environ. Vol.100, 1991; p.415-468
• [13] Wąsowski J., Słomczyńska B., Słomczyński T.; Technological and toxicological aspects of the coagulation of leachates from municipal solid waste landfill. Archives of Environ. Protection, Vol.32, No.2, 2006; p.41-54
• [14] Morawe B., Ramteke D. S., Vogelpohl A.; Activated carbon column performance studies of biologically treated landfill leachate. Chem. Engin Process, Vol.34, 1995; p.299-303
• [15] Di Palma L., Ferrantelli P., Merli C., Petrucci E.; Treatment of industrial landfill leachate by means of evaporation and reverse osmosis. Waste Managm. Vol.22, 2002; p.951-955
• [16] Pieczykolan B., Barbusiński K., Płonka I.; Preliminary tests of COD removal from landfill leachate using coagulation-flocculation processes. Architecture- Civil Engineering-Environment, Vol.2, No.4, 2009; p.131-136
• [17] Barbusiński K.; Fenton reaction – controversy concerning the chemistry. Ecological Chemistry and Engineering S., Vol.16, No.S3, 2009; p.347-358
• [18] Zhang H., Choi H.J., Huang C.-P.; Optimization of Fenton process for the treatment of landfill leachate. J. Hazardous Mater. Vol. B125, 2005; p.166-174
• [19] Bidga R.J.; Fenton’s chemistry: an effective advanced oxidation process. Environ. Technol. Vol.17, 1996; p.34-39
• [20] Rivas F.J., Beltran F., Gimeno O., Carvalho F.; Fentonlike oxidation of landfill leachate. J. Environ. Sci. Health, Vol.A38, No.2, 2003; p.371-379
• [21] Barbusiński K., Filipek K.; Use of Fenton’s reagent for removal of pesticides from industrial wastewater. Polish J. Environ. Stud. Vol.10, No.4, 2001; p.207-212
• [22] Barbusiński K.; Coke plant wastewater treatment by Fenton reagent. Archives of Environ. Protection, Vol.32, No.3, 2006; p.21-28
• [23] Barbusiński K.; Intensyfikacja procesu oczyszczania ścieków i stabilizacji osadów nadmiernych z wykorzystaniem odczynnika Fentona (Using Fenton’s reagent for intensification wastewater treatment and activated sludge stabilisation). Monografia Inżynieria Środowiska z. 50, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2004 (in Polish)
• [24] Casero I., Sicilia D., Rubio S., Pérez-Bendito D.; Chemical degradation of aromatic amines by Fenton’s reagent.Wat. Res. Vol.31, 1997; p.1985-1995
• [25] Huston P.L., Pignatello J.J.; Degradation of selected pesticide active ingredients and commercial formulations in water by the photo-assisted Fenton reaction. Wat. Res. Vol.33, 1999; p.1238-1246
• [26] Kitis M., Adams C.D., Daigger G.T.; The effects of Fenton’s reagent pretreatment on the biodegradability of nonionic surfactants. Wat. Res. Vol.33, 1999; p.2561-2568
• [27] Barbusiński K.; The full-scale treatment plant for decolourisation of dye wastewater. Architecture-Civil Engineering-Environment, Vol.2, No.2, 2009; p.89-94
• [28] Lin S.H., Lin C.M., Leu H.G.; Operating characteristics and kinetic studies of surfactant wastewater treatment by Fenton oxidation. Wat. Res. Vol.33, 1999; p.1735-1741
• [29] Deng Y., Englehardt J.D.; Treatment of landfill leachate by the Fenton process. Wat. Res. Vol.40, 2006; p.3683-3694
• [30] Neyens E., Baeyens J.; A review of classic Fenton’s peroxidation as an advanced oxidation technique. J. Hazardous Mater. Vol.98, No.1-3, 2003; p.33-50
• [31] Polish Standard PN-74/C-04578
• [32] Barbusiński K.; Toxicity of industrial wastewater treated by Fenton’s reagent. Polish J. Environ. Stud. Vol.14, No.1, 2005; p.11-16
• [33] Kang Y.W., Cho M.-J., Hwang K.-Y.; Correction of hydrogen peroxide interference on standard chemical oxygen demand test. Wat. Res. Vol.33, No.5, 1999; p.1247-1251
• [34] Tang W.Z., Huang C.P.; 2.4-dichlorophenol oxidation kinetics by Fenton’s reagent. Environ. Technol. Vol.17, 1996; p.1371-1378
• [35] Bidga R.J.; Consider Fenton chemistry for wastewater treatment. Chem. Engineering Progress, Vol.91, No.12, 1995; p.62-66
• [36] Barbusiński K., Majewski J.: Discoloration of azo dye Acid Red 18 by Fenton reagent in the presence of iron powder. Polish J. Environ. Stud. Vol.12, No.2, 2003; p.151-155