Low frequency ultrasonic‐assisted Fenton oxidation of textile wastewater: process optimization and electrical energy evaluation
Low frequency ultrasonic‐assisted Fenton oxidation of textile wastewater: process optimization and electrical energy evaluation
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低频超声波辅助芬顿氧化纺织废水：工艺优化和电能评估
DOI：
10.1111/wej.12482
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发表时间：
2019
影响因子：
2
通讯作者：
Chen, Wei‐Yin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Asghar, Anam;Ramzan, Naveed;Jamal, Bade ul;Maqsood, Maham;Sajjadi, Baharak;Chen, Wei‐Yin
在世界范围内，人们一直需要开发替代纺织废水传统处理方法的方法，在这方面，具有产生羟基自由基潜力的芬顿氧化是一种有效的方法。然而，pH依赖性，高化学品消耗和污泥产生是限制其广泛应用的几个方面。因此，为了克服这些限制，集成芬顿氧化与其他高级氧化工艺被认为是一个可行的选择。因此，在本研究中，研究了超声辅助芬顿氧化，以观察芬顿氧化的降解效率的增加。为此，采用低频超声水浴和孔雀石绿绿色染料作为模型污染物。试验设计采用中心组合设计，以[OP]ini、OP：Fe+2（wt/wt）、H2 O2：Fe+2（wt/wt）和pH为控制因素。实验结果表明，在[OP]ini：100 mg/L，OP：Fe+2：50，H2 O2：Fe +2：1.5，pH = 3的工艺条件下，COD去除率最高可达97.5%。此外，过氧化氢的消耗量减少了10倍。根据帕累托分析，有机污染物（OP）与OP的相互作用最大，而pH值的相互作用最小。该过程遵循准一级动力学（k = 0.0196 min-1），电能数量级为26.21 kWh/m3，每次COD去除的最大能耗为0.8 kJ/COD，低于文献中可用的那些。结果表明，US-辅助芬顿氧化法是一种处理柠檬酸废水的有效方法。
Worldwide, there is a continuous need to develop alternative treatment methods to replace conventional processes for textile wastewater. In this regard, Fenton oxidation, with the potential of hydroxyl radical production, is an efficient method. Nevertheless, pH dependence, high chemical consumption and sludge production are a few aspects that limit its wide application. Therefore, to overcome these limits, integration of Fenton oxidation with other advanced oxidation processes is considered a viable option. Therefore, in this study, Ultrasonic‐assisted Fenton oxidation was investigated to observe the increase in degradation efficiency of Fenton oxidation. For this purpose, low frequency ultrasonic water bath was used and malachite green dye was used as a model pollutant. Central composite design was used for experimental design, and [OP]ini, OP:Fe+2(wt/wt), H2O2:Fe+2(wt/wt) and pH were used as control factors. Based on experimental results, maximum of 97.5% Chemical Oxidation Demand (COD) reduction was obtained at the process conditions of [OP]ini: 100 mg/L, OP:Fe+2: 50, H2O2:Fe+2: 1.5 and pH:3. Furthermore, 10 times reduction in the consumption of hydrogen peroxide was obtained. According to Pareto analysis, organic pollutant (OP) in interaction with OP is the most significant while pH was identified as the least. The process followed pseudo‐first order kinetics (k = 0.0196 min−1) with electrical energy order of 26.21 kWh/m3and the maximum energy consumption per COD removal of 0.8 kJ/COD, lower than those available in the literature. The results suggested that US‐assisted Fenton oxidation could be considered as an efficient method for treating the recalcitrant wastewater.
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