بهينه سازي حذف COD و رنگ حاصل از فاضلاب خمير مايه با استفاده از اكسيداسيون فنتون

Optimization of removal of COD and color from baker’s yeast wastewater by Fenton oxidation

زمینه و هدف: فاضلاب تولیدی خمیرمایه مخلوط پیچیده‌ ای است و دارای اكسیژن مورد نیاز شیمیایی(COD) بالا، رنگ تیره، نیتروژن بالا، سولفات بالا و آلاینده های غیر قابل تجزیه بیولوژیكی است. فاضلاب رها شده از این صنعت به علت وجود تركیبات رنگی مقاوم به تجزیه و محلول به نام ملانوئیدین ها منبع اصلی آلودگی آب و خاك است. هدف این تحقیق بررسی كارایی اكسیداسیون پیشرفته با استفاده از فرآیند فنتون برای حذف COD و رنگ فاضلاب خمیرمایه است. روش بررسی: این تحقیق یك مطالعه تجربی- آزمایشگاهی است. در این مطالعه اثر زمان واكنش، دوز پراكسید هیدروژن و Fe +2 برای حذف COD و رنگ فاضلاب خمیرمایه مورد آزمایش قرارگرفت. نمونه مورد استفاده برای این مطالعه، پساب خمیرمایه خروجی از واحد جداكننده 2 با COD و رنگ با غلظت های اولیه به ترتیب mg/L 5300 وpt-co 6950 بود. در این تحقیق برای به دست آوردن شرایط بهینه بهره برداری فرآیند، از آنالیز تاگوچی استفاده گردید. آزمایشات در 5 مرحله و در زمان‌های min 60،45،30،15 و 75 و با غلظت های پراكسید هیدروژن (M 0/02، 0/04، 0/06 ،0/08 و 0/1)، غلظت های Fe2+ 0/01 ، 0/02، 0/03، 0/04، 0/05M)) در pH برابر با 3 انجام گرفت. شرایط بهینه متغیرهای زمان واكنش، دوز پراكسید هیدروژن و Fe +2 با آزمایش جارتست تعیین شد. یافته‌ها: بر اساس نتایج حاصل از روش تاگوچی و آنالیز نسبت S/N، بهترین نسبت مقدار پراكسید هیدروژن به آهن (II) برای حذف حداكثر COD و رنگ، mol 0/08 به mol 0/04 در pH برابر 3 و زمانmin 30 حاصل شد. در این شرایط حداكثر راندمان حذف برای COD و رنگ به ترتیب 0/4± 63٪ و 0/5± 69٪ بود. نتایج نشان داد كه با افزایش زمان واكنش، تغییر محسوسی در راندمان حذف مشاهده نمی گردد. نتیجه‌گیری: می‌توان چنین نتیجه گیری نمود كه روش اكسیداسیون فنتون می تواند به عنوان گزینه‌ای مناسب به هنگام طراحی و انتخاب روش حذف رنگ و COD فاضلاب به منظور تصفیه فاضلاب‌های قوی صنعتی همچون فاضلاب صنعت خمیرمایه به عنوان پیش تصفیه با موفقیت بكار گرفته شود.

Background and Objectives: Bakery’s yeast industry wastewater contains various pollutants and is generally characterized with high chemical oxygen demand (COD), dark color, high-nitrogen and sulfate and non-biodegradable organic pollutants. Having persistent soluble colored compounds (called melanoidins), effluent from yeast industry is a major source of water and soil pollution. The aim of this study was to evaluate advanced oxidation efficiency using Fenton process for COD and color removal from bakery’s yeast wastewater. Materials and Methods: This was an experimental- laboratory scale study. In this study, the effect of time and Fenton concentrations were tested for COD and color removal from bakery’s yeast wastewater. The sample used for this study was yeast effluent from Separator 2 with initial concentrations of COD and color of 5300 mg/L and 6950 pt-co respectively. In order to obtain the optimum operating conditions of the process, Taguchi analysis method was used. Experiments were carried out in five stages of the time in the range of 15, 30, 45, 60 and 75 min with various concentrations of hydrogen peroxide (e.g., 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, and 0.1 molar) and concentrations of Fe 2+ (e.g., 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, and 0.05 molar) at pH = 3. Jar test method was used to determine the best operating conditions including: reaction time, dosages of hydrogen peroxide and Fe 2+. Results: According to Taguchi method and SN-ratio analysis, the best H2O2/Fe 2+ dosages were 0.08/0.04 molar at pH 3 and in reaction time of 30 min for removal of COD and color. For these conditions, the maximum COD and color removal efficiencies were 63 and 69 percent respectively. Based on the results, with increasing reaction time, there was no perceptible change in the removal efficiency. Conclusion: It can be concluded that Fenton’s oxidation method can be used successfully, as an alternative option to the design and choice of color and COD removal from strength industrial wastewaters e.g., bakery’s yeast industry.