Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessing some advanced oxidation processes in the abatement of phenol aqueous solutions

Jaramillo-Sierra Bethsabet, Mercado-Cabrera Antonio, Peña-Eguiluz Rosendo, Hernández-Arias Alma Neli, López-Callejas Régulo, Rodríguez-Méndez Benjamín Gonzalo, Valencia-Alvarado Raúl

Environment Protection Engineering

|

2019

|

Vol. 45, nr 3

23--38

EN

In this work, phenol oxidation in aqueous solution promoted by the effect of the oxidizing agents H2O2, O3 and UV radiation and their synergy in four different advanced oxidation processes (O3, O3/UV, H2O2/O3 and O3/H2O2/UV) were assayed. Studies were performed with a closed-loop hydraulic circuit set up with a relatively high volume of solution (500 cm3) during 90 min of treatment time. Parameters such as concentration for oxidizing species, pH, presence of UV irradiation were evaluated. The resulting degradation efficiencies were evaluated using GC-MS. The agents here used were selected considering their ease of handling and low toxicity, generation of deposited matter or sludge, so a filtration treatment for the analysis of the samples was not required. In all cases, it was observed that with increasing treatment time better degradation efficiencies were obtained. The best results were obtained with the combination of O3/H2O2/UV where up to 95% degradation was attained at pH 9, which is due to active species generated in the process, e.g., O3 and OH˙, on the contaminant. SPE was performed for determining the presence of several by-products, mainly: catechol, resorcinol and hydroquinone, which were identified.

2

The Application of Integrated System in Dairy Wastewater Treatment

Kwarciak-Kozłowska A., Gałwa-Widera M., Bień J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 1

602--615

EN

The study presented the results of the examinations obtained during treatment of dairy wastewater in a membrane photoreactor where photocatalysis was sequentially combined with low-pressure membrane process. The aim of the study was to determine the effectiveness of degradation of the contaminants contained in such wastewater during photocatalysis and in the arrangement that combined photocatalysis with ultrafiltration. Several experiments were performed in order to determine the most beneficial conditions of the photocatalysis process, e.g. the dose of the photocatalysts used (TiO2 and ZnO), duration of the process and pH of wastewater subjected to oxidation. The dose of titanium dioxide was changed from 1 to 40 g/dm3, whereas the content of zinc oxide ranged from 1 to 6 g/dm3. The results obtained in the study showed that the extension of the irradiation time to over 30 minutes (TiO2) and over 45 minutes (ZnO) during photocatalysis does not lead to increased removal of contaminants from the dairy wastewater. It was also demonstrated that the increase in the doses of both photocatalysts does not lead to the increase in the efficiency of their treatment. In the case of treatment of dairy wastwater with TiO2, the photocatalysis occurred most effectively for its dose of 10 g/dm3. Removal rates for COD, TOC and total nitrogen were 58% (1670 mg/dm3), 62% (450 mg/dm3) and 56% (128 mg/dm3), respectively. Replacing titanium dioxide with zinc oxide (ZnO – 2 g/dm3) in the photocatalysis process allowed for obtaining higher degrees of removal of contaminants determined as COD, TOC and total nitrogen to the level of 77.8% (870 mg/dm3), 62% (445 mg/dm3) and 52% (139 mg/dm3), respectively. Since both photocatalysts were supplied to the photoreactor in the form of a suspension, the membrane in the next reactor represented an efficient barrier for their particles. It was observed that higher volumetric stream of the permeate was obtained during the process of low-pressure membrane filtration of sewage initially treated in the process of photocatalysis with titanium dioxide (4.6·10-5 m3/m2·s – TiO2 and 4.1·10-5m3/m2·s – ZnO). It was found that the ultrafiltration process in the case of the feed material with TiO2 led to the reduction in COD, TOC and total nitrogen by 78% (370 mg/dm3), 72% (126 mg/dm3) and 40% (80 mg/dm3). Slightly better quality of permeate was obtained when the feed material contained ZnO powder. Degree of retention of the contaminants COD, TOC and total nitrogen were 68% (280 mg/dm3), 66% (143 mg/dm3) and 42% (76 mg/dm3), respectively.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań jakie otrzymano podczas oczyszczania ścieków mleczarskich w fotoreaktorze membranowy w którym sekwencyjnie skojarzono procesy fotokatalizę z niskociśnieniowym procesem membranowymi. Celem badań było określenie skuteczności degradacji zanieczyszczeń znajdujących się w tego rodzaju wodach odpadowych w samodzielnie prowadzonym procesie fotokatalizy jak również w układzie kojarzącym go z procesem ultrafiltracji. Przeprowadzono szereg eksperymentów w celu ustalenia najkorzystniejszych warunków prowadzenia procesu fotokatalizy tj. dawka zastosowanych fotokatalizatorów (TiO2 i ZnO), czas prowadzenia procesu oraz wartość pH ścieków poddawanych utlenianiu. Dawkę ditlenku tytanu zmieniano w zakresie od 1 do 40 g/dm3 a tlenku cynku od 1 do 6 g/dm3. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że wydłużanie czasu naświetlania powyżej 30 minut (TiO2) oraz powyżej 45 min (ZnO) w procesie fotokatalizy nie wpływa na zwiększanie usunięcia zanieczyszczeń z oczyszczanych ścieków mleczarskich. Wykazano również, że zwiększanie stosowanych dawek obu fotokatalizatorów nie skutkuje wzrostu efektywności ich oczyszczania. W przypadku oczyszczania ścieków mleczarskich z TiO2 proces fotokatalizy przebiegał najkorzystniej jego dawce wynoszącej 10 g/dm3. Stopień usunięcia ChZT, OWO i azotu ogólnego wynosił odpowiednio 58% (1670 mg/dm3), 62% (450 mg/dm3) i 56% (128 mg/dm3). Zastąpienie ditlenku tytanu tlenkiem cynku (ZnO – 2g/dm3) w procesie fotokatalizy pozwoliło na uzyskanie wyższych stopni usunięcia zanieczyszczeń oznaczanych jako ChZT, OWO i azotu ogólnego odpowiednio do poziomu 77.8% (870 mg/dm3), 62% (445 mg/dm3) i 52% (139 mg/dm3). Z uwagi na fakt, że oba dawkowano do fotoreaktora w formie zawiesiny to znajdująca się w kolejnym reaktorze membrana była skuteczną barierę dla ich cząstek. Zaobserwowano, że wyższy objętościowy strumień permeatu uzyskano w trakcie prowadzenia procesu niskociśnieniowej filtracji membranowej ścieków wstępnie podczyszczonych w procesie fotokatalizy z ditlenkiem tytanu (4,6·10-5 m3/m2·s – TiO2 i 4,1·10-5 m3/m2·s – ZnO). Stwierdzono że wykorzystany proces ultrafiltracji w przypadku nadawy z TiO2 przyczynił się do obniżenia wartości wskaźników ChZT, OWO i azotu ogólnego odpowiednio o 78% (370 mg/dm3), 72 % (126 mg/dm3) i 40% (80 mg/dm3). Nieznacznie lepszej jakości permeat otrzymano, gdy nadawa zawierała proszek ZnO. Stopień retencji zanieczyszczeń ChZT, OWO i azotu ogólnego wynosił odpowiednio 68% (280 mg/dm3), 66 % (143 mg/dm3) i 42% (76 mg/dm3).

3

Wykorzystanie procesu ozonowania w oczyszczaniu ścieków koksowniczych

Kwarciak-Kozłowska A., Krzywicka A., Gałwa-Widera M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

61--73

EN

The paper presents presents the possibility of using the ozonation process in coke wastewater treatment. The wastewater produced during processing of coke was initially pre-treated mechanically in order to remove solid impurities, oils and tar substances. The raw wastewater was characterized by the phenolic odor, brown color and alkaline pH (pH 9.2). The COD value of raw wastewater was 8100 mg/dm3 and the value of BOD was very low (180 mg/dm3). A high concentration of total nitrogen (2420 mg/dm3) and TOC (2240 mg/dm3) was also noted. The study was conducted in three stages. In the first stage, coking wastewater was treated only by ozone, the dose of which varied from 10 mg/dm3 to 40 mg/dm3. The effect of pH during ozonation process was determined on TOC removal efficiency. For all of the pH values (pH = 3.5, pH = 7, pH = 8.5 and pH = 11.5) the TOC removal rate constant was determined. In the second stage, the rate OH radicals generation was accelerated by the addition of hydrogen peroxide to the reactor. The ratio by weight of COD: H2O2 was 1:2.5, 1:5, 1:10 and 1:20. In the last stage of the study, we attempted to assist the ozonation process with ultrasonic field. The sonication time was 8 minutes and the amplitude was 61.5 μm. It was found that the ozonation process is the most effective at alkaline pH (8.5). The TOC removal efficiency was 34% (1470 mg/dm3) after 60 minutes of ozonation. The best results of oxidation of pollutants measured as COD and TOC removal were observed when the dose of ozone was 30 mg/dm3.The combination of sonication and ozonation has resulted in a reduction of COD and TOC values by 1000 mg/dm3 and 300 mg/dm3, respectively, in comparison to ozonation process alone. It was found that the most effective process in coke wastewater treatment is the combination of ozonation with hydrogen peroxide addition (COD:H2O2=1:10). The COD, TOC and BOD value were 54%, 35% and 20% lower, respectively, in comparison to ozonation process conducted alone.

4

Możliwości usuwania środków cieniujących ze ścieków

Węgrzyn A., Machura M., Żabczyński S.

Ochrona Środowiska

|

2015

|

Vol. 37, nr 1

55--63

PL

Badania naukowe wskazują na obecność w ściekach związków cieniujących, które w diagnostyce medycznej wykorzystywane są do wizualizacji zmian w tkankach miękkich. Wykazano, że niezmetabolizowane leki, a także produkty ich przemian metabolicznych, trafiają do miejskiej sieci kanalizacyjnej, a następnie do oczyszczalni ścieków. W konwencjonalnych procesach oczyszczania środki cieniujące nie ulegają pełnej mineralizacji i wraz ze ściekami oczyszczonymi przedostają się do wód powierzchniowych. Wykazano, że największą skuteczność usuwania substancji cieniujących (powyżej 80%) uzyskuje się w zaawansowanych procesach utleniania (O3/H2O2, reakcja Fentona, TiO2/H2O2). Skuteczność usuwania tych substancji w procesie osadu czynnego jest mniejsza niż w przypadku zaawansowanego utleniania i wynosi 40÷80%. Ponieważ żadna z obecnie wykorzystywanych technik oczyszczania ścieków nie jest w stanie usunąć wszystkich zanieczyszczeń farmaceutycznych, dlatego poszukuje się nowych rozwiązań (biologicznie produkowane tlenki manganu BioMnOx czy nanocząstki palladu Bio-Pd) oraz łączy się metody fizyczno-chemiczne i biologiczne w celu skuteczniejszego usuwania farmaceutyków ze ścieków.

EN

Scientific studies indicate presence of contrast agents, used for X-ray imaging of soft tissues, in wastewater. Unmetabolized drugs as well as their metabolites enter municipal sewage system and then are discharged into the wastewater treatment plant. Contrast agents are not fully mineralized in conventional treatment processes and enter surface waters with treated wastewater. It was demonstrated that the highest efficacy of contrast media removal (above 80%) was obtained in advanced oxidation processes (AOPs: O3/H2O2, Fenton’s reaction, TiO2/H2O2). The efficacy of contrast media removal using the activated sludge process is lower than in AOPs and ranges from 40 to 80%. As none of the treatment techniques currently used is sufficient to eliminate all the pharmaceutical contaminants, new solutions are tested (biologically produced nanoparticles of manganese oxide, BioMnOx or palladium, Bio-Pd) and a combined approach of physicochemical and biological methods for the effective removal of pharmaceuticals from wastewater is taken into consideration.

5

Endocrine disrupting compounds (EDCs) - environmental hazards and their photochemical degradation

Gmurek M., Olak M., Miller J. S.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 1

85--90

EN

Some of xenoestrogens presented in aqueous environment can mimic or/and block natural hormones (Endocrine disrupting compounds - EDCs). Those hazardous contaminants consist of many natural and synthetic organic compounds, but are mostly man-made substances such as pharmaceuticals and additives for personal care products. The presence of EDCs in the aquatic environment at low concentrations, coupled with their toxicity to microbe cause that the classical method of water purification, including biodegradation are ineffective. Removal of EDCs from the aquatic environment can be effectively carried out by oxidation using advanced oxidation processes and photosensitized oxidation. Applications of photochemical processes permit to obtain a high degree of reduction of EDCs in relatively short time. Photosensitized oxidation, that has shown satisfactory results, has an unquestionable advantage in being able to use oxygen from the air and the energy of sunlight. The paper presents the application of several photochemical methods for degradation of phenolic compounds belonging to the EDCs parabens, chlorophenols, phenylphenol.

PL

Niektóre ksenoestrogeny występujące w środowisku wodnym mogą naśladować lub/i blokować naturalne hormony (EDCs). Do grupy tych groźnych substancji zaliczyć można wiele naturalnych i syntetycznych organicznych związków, ale głównie są to substancje stworzone przez człowieka, takie jak farmaceutyki czy środki higieny osobistej. Obecność EDCs w środowisku wodnym w niewielkich stężeniach i często toksycznych wobec mikroorganizmów powoduje, że klasyczne metody oczyszczania wód łącznie z biodegradacją są nieefektywne. Usuwanie EDCs ze środowiska wodnego może być skutecznie realizowane na drodze utleniania poprzez zastosowanie zaawansowanych technik utleniania (AOP) oraz fotosensybilizowanego utleniania. Zastosowanie procesów fotochemicznych pozwala na uzyskanie wysokiego stopnia redukcji EDCs w relatywnie krótkim czasie. Metoda fotosensybilizowanego utleniania posiada niekwestionowaną zaletę, jaką jest możliwość wykorzystania tlenu z powietrza i energii światła słonecznego. W pracy przedstawiono zastosowanie szeregu fotochemicznych metod do degradacji związków fenolowych zaliczanych do EDCs - parabenów, chlorofenoli, fenylofenoli.

6

The use of Advanced Oxidation Processes (AOP) for the treatment of landfill leachate

Jelonek P., Neczaj E.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2012

|

T. 15, nr 2

203-217

EN

Formation of leachate poses a problem closely related to the use of landfill sites. Landfill leachate is a wastewater, which as a result of permeation elutes mineral and organic compounds from a bed. Due to its diverse composition, both physical and chemical, it is necessary to purify the leachate before its discharge into drains or a natural receiver. The following article shows that there is a variety of pollutants in municipal landfill leachate. It also presents the dependency existing between the age of a landfill site, and the concentration of pollutants in leachate, as well as how it affects biodegradation of contaminants. There were discussed various methods to purify leachate and the physical, chemical, physico- -chemical and biochemical processes were compared. Comparing these processes, many factors were taken into account: the efficiency and effectiveness of the processes, their side effects, the costs, the amount of energy that is required for a process to take place, reaction dynamics, and more. A successful purification of leachate with use of a single process unit is not possible. Therefore, there are used hybrid systems that combine biological methods of physico-chemical processes, especially the advanced oxidation processes. The most important among the chemical processes used for treatment of leachate are Advanced Oxidation Processes - AOP. Advanced oxidation processes are divided into chemical and photochemical oxidation. The most commonly used methods include oxidation with ozone and hydrogen peroxide and Fenton's reagent oxidation. Processes using ozone are usually employed as the third stage of landfill leachate treatment. This process allows discharge of the leachate into a receiver. The largest decreases in the number of pollutants are obtained using combined processes. Some of the best effects were observed after employment of oxidation both with ozone and hydrogen peroxide, helping to additionally enhance this process photocatalytically. AOP proved to be the most effective method of treatment of waste water that contains organic products (waste water from chemical and agrochemical industries, textiles, paints, dyes). More conventional techniques cannot be used to treat such compounds because of their high chemical stability and low biodegradability. There was also performed a literature review in the field of biological, physical and chemical purification methods of landfill leachate.

PL

Problemem ściśle związanym z użytkowaniem składowiska odpadów komunalnych jest powstawanie odcieków oraz konieczność ich oczyszczania. Odcieki składowiskowe są wodami odpadowymi, które w wyniku przenikania przez złoże wymywają z niego związki mineralne i organiczne. Ze względu na różnorodny skład zarówno fizyczny, jak i chemiczny istnieje konieczność ich oczyszczenia przed odprowadzeniem do odbiornika naturalnego bądź kanalizacji. Liczba i różnorodność związków chemicznych, jakie występują w odciekach, jest ogromna, a ich pełna identyfikacja praktycznie niemożliwa. W artykule omówiono zależność, jaka występuje między wiekiem składowiska a stężeniem zanieczyszczeń w odciekach, a także, jak powyższa zależność wpływa na biodegradację zanieczyszczeń. Do oczyszczania odcieków z młodych składowisk można stosować metody biologiczne z uwagi na znaczne stężenie zanieczyszczeń podatnych na biodegradację. Do usuwania zanieczyszczeń trudno rozkładalnych, znajdujących się w odciekach ze składowisk ustabilizowanych, zastosowanie znajdują różnorodne metody fizyczne i chemiczne. Przy doborze odpowiedniej metody oczyszczania odcieków ze składowisk odpadów komunalnych należy przeprowadzić wnikliwą analizę ich właściwości fizycznych i chemicznych. Należy ponadto rozpatrzyć technologie składowania odpadów, rodzaje składowanych odpadów, jakość i ilość odcieków, jakie powstają, oraz wielkość składowiska. Trzeba również uwzględnić przewidywany czas eksploatacji składowiska, jak również wymogi prawne, pozwalające na odprowadzenie uprzednio oczyszczonych odcieków do odbiornika. Prowadzone od wielu lat badania ukazują, iż niemożliwe jest dobre oczyszczenie odcieków, kiedy stosuje się jeden proces jednostkowy. Zwykle wykorzystuje się do tego celu układy hybrydowe, które łączą metody biologiczne z procesami fizyczno-chemicznymi: procesy zaawansowanego utleniania, metody membranowe bądź procesy sorpcji na węglu aktywnym. Coraz większą uwagę skupia się na wykorzystaniu zaawansowanych procesów utleniania - AOP (Advanced Oxidation Processes) do oczyszczania ścieków o niewielkiej podatności na biodegradację. Cechą, która wyróżnia te procesy, jest czynnik utleniający. Czynnikami utleniającymi są bardzo reaktywne rodniki hydroksylowe. Posiadają one wysoki potencjał utleniająco- redukcyjny, dzięki czemu są zdolne do utleniania związków organicznych. Procesy AOP prowadzą do mineralizacji zanieczyszczeń, polegającej na utlenieniu zanieczyszczenia do dwutlenku węgla, wody i nieorganicznych związków. Zastosowanie AOP jako obróbki wstępnej, wspomagającej oczyszczanie biologiczne, powoduje, że procesy te są efektywne i opłacalne z punktu widzenia ekonomicznego. Do najczęściej stosowanych metod chemicznych zaliczamy utlenianie ozonem, nadtlenkiem wodoru oraz utlenianie odczynnikiem Fentona. Ozonowanie stosuje się najczęściej jako trzeci stopień oczyszczania odcieków wysypiskowych. Metody zaawansowanego utleniania wydają się obiecującą alternatywą dla konwencjonalnych sposobów postępowania z odciekami ze składowisk odpadów komunalnych. Niemniej jednak wysoki koszt technologii AOP oraz nie do końca poznany mechanizm reakcji chemicznych i fizycznych wymaga wciąż prowadzenia dodatkowych badań naukowych.