Ozone (O3) and sono (US) based adva

Ozone (O3) and sono (US) based advanced oxidation processes for the
removal of color, COD and determination of electrical energy from
landfill leachate
P. Asaithambi
⇑
, Baharak Sajjadi, Abdul Raman Abdul Aziz ⇑
, Wan Mohd Ashri Bin Wan Daud
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Malaya, 50603 Kuala Lumpur, Malaysia
article info
Article history:
Received 5 January 2016
Received in revised form 23 August 2016
Accepted 31 August 2016
Available online 1 September 2016
Keywords:
O3/US/Fe2+
/H2O2
Electrical energy per order
Color and COD removal
Landfill leachate
Synergy index
abstract
In this study, the removal of color and COD from landfill leachate, together with the electrical energy per
order by the ozonation (O3), sonication (US), O3/H2O2, US/H2O2,O3/Fe2+
/H2O2, US/Fe2+
/H2O2 and O3/US/
Fe2+
/H2O2 processes was studied. The experimental results indicated that the color removal, COD removal
and electrical energy per order from the landfill leachate were 100%, 95%, and 1.20 kWh/m3
, respectively,
at the optimum operating conditions. The obtained values were much higher than that obtained in the O3
and US based advanced oxidation processes. The effects of various experimental parameters such as Fe2+
concentration, H2O2 concentration, solution pH, COD concentration, ozone production and sonication
power were studied to identify the optimum conditions leading to maximum removal of color and
COD with minimum electrical energy per order by the O3/US/Fe2+
/H2O2 process. The synergy index
between the O3 and US/Fe2+
/H2O2 processes was studied and reported. The results indicated that the
combination of O3 and US based advanced oxidation processes could effectively treat the industrial efflu-
ents and wastewater.

2016 Elsevier B.V. All rights reserved.
1. Introduction
Landfill leachate is a serious environmental concern as it causes
surface and groundwater pollution without proper collection and
treatment [1]. Treatment of landfill leachate is very important prior
to its discharge into water bodies [2]. Different techniques have
been used for the removal of pollutants from landfill leachate such
as the flotation [3,4], coagulation, flocculation [5,6], adsorption [7],
nanofiltration, reverse osmosis [8], chemical precipitation [7], elec-
trochemical [9–11] and microbial fuel cell technology [12] and bio-
logical [13–15] processes.
The conventional treatment methods were ineffective for
removing pollutants from landfill leachate due to low pollutant
removal efficiency, transform of pollutants from one phase to
another and high operating cost [16]. Recently, Hybrid
Advanced Oxidation Processes (HAOPs) have been developed
for effective treatment of industrial effluent and wastewater
[17,18]. The main advantage of Advanced Oxidation Processes
(AOPs) is the production of powerful oxidizing agents, such as
the hydroxyl radicals (


OH, E
= 2.8 V vs. SHE), which can
degrade a wide range of organic and inorganic pollutants
quickly and non-selectively [19–21]. The effectiveness of various
AOPs such as the UV–Fenton, UV/H2O2, Fenton (Fe2+
/H2O2) and
ozone (O3)-based AOPs, sonication, solar photo-Fenton, and
sodium persulfate/H2O2 processes have been studied extensively
for treating landfill leachates [22–27]. There is an increasing
interest in alternative novel approaches that are effective and
efficient in removing pollutants from wastewater [28–30]. The
combination of ozone (O3), sono (US), photo (UV) and Fenton
(Fe2+
/H2O2) based AOPs such as the O3/Fe2+
/H2O2, US/Fe2+
/
H2O2, UV/Fe2+
/H2O2,O3/UV/Fe2+
/H2O2 and US/UV/Fe2+
/H2O2
processes, are more effective than the single-mode processes
such as the O3, US and UV processes, or chemical treatment
with H2O2 and Fenton reagents in treating wastewater
[31–37]. In recent years, O3 and US based HAOPs have been
widely used for removal of pollutants from industrial effluent
and wastewater [38–40]. The integrated system of the O3 and US
with Fe2+
/H2O2 processes is known as the ozone-sono-Fenton
(O3/US/Fe2+
/H2O2) process, which has significantly enhanced
the production of OH radicals. Sonolysis (US) of water produces
OH radicals and hydrogen atoms. However, there is significant
loss of


H and

OH species due to the recombination [41].
http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2016.08.041
1383-5866/
2016 Elsevier B.V. All rights reserved.
⇑ Corresponding authors.
E-mail addresses: [e-mail] (P. Asaithambi), azizraman@
um.edu.my (A.R. Abdul Aziz).
Separation and Purification Technology 172 (2017) 442–449
Separation and Purification TechnologyH2OþÞÞÞ ! HO

þ H

ð1Þ
HO

þ H

! H2O ð2Þ
H

þ O2 ! HO

2 ð3Þ
2HO

! H2O2 ð4Þ
2HO

2 ! H2O2 þ O2 ð5Þ
H

þ H2O2 ! HO

þ H2O ð6Þ
More

OH radicals are generated in the O3/Fe2+
/H2O2 process
through the reaction of O3 with Fe2+
/H2O2 and the mechanism of
the O3/Fe2+
/H2O2 process is given below [4

Kết quả (Việt) 1:

Ozon (O3) và sono (Mỹ) dựa trên quá trình oxy hóa tiên tiến cho cácloại bỏ các màu sắc, COD và quyết tâm của năng lượng điện từlandfill leachateP. Asaithambi⇑, Baharak Sajjadi, Abdul Raman Abdul Aziz ⇑, Wan Mohd Ashri Bin Wan DaudVùng của kỹ thuật hóa học, khoa học kỹ thuật, đại học Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia 50603thông tin bài viếtBài viết lịch sử:Đã nhận được 5 tháng 1 năm 2016Nhận được trong các hình thức sửa đổi ngày 23 tháng 8 năm 2016Được chấp nhận ngày 31 tháng 8 năm 2016Có sẵn trực tuyến 1 tháng 9 năm 2016Từ khoá:O3/Hoa Kỳ/Fe2 +/ H2O2Năng lượng điện cho mỗi đơn đặt hàngLoại bỏ màu sắc và CODLandfill leachateChỉ số sức mạnh tổng hợptóm tắtTrong nghiên cứu này, loại bỏ màu sắc và COD từ landfill leachate, cùng với năng lượng điện cho mỗiĐặt hàng qua ozonation (O3), sonication (Mỹ), O3/H2O2, US / H2O2, O3 / Fe2 +/ H2O2, US / Fe2 +/ H2O2 và O3/U.S. /Fe2 +/ Quy trình H2O2 được nghiên cứu. Các kết quả thử nghiệm chỉ ra rằng loại bỏ màu sắc, loại bỏ các CODvà năng lượng điện cho mỗi đơn đặt hàng từ landfill leachate 100%, 95%, và 1,20 kWh/m3, tương ứng,lúc tối ưu hoạt động điều kiện. Các giá trị thu được cao hơn thu được trong O3và US based quá trình oxy hóa cao. Những ảnh hưởng của thông số thử nghiệm khác nhau như Fe2 +nồng độ, H2O2 tập trung, giải pháp pH, COD nồng độ, ozone sản xuất và sonicationsức mạnh đã được nghiên cứu để xác định các điều kiện tối ưu, dẫn đến loại bỏ tối đa màu sắc vàCá tuyết với tối thiểu năng lượng điện cho mỗi đơn đặt hàng của các O3/U.S./Fe2 +/ Quy trình H2O2. Chỉ số sức mạnh tổng hợpgiữa O3 và Mỹ / Fe2 +/ Quy trình H2O2 là nghiên cứu và báo cáo. Kết quả chỉ ra rằng cácsự kết hợp của O3 và Hoa Kỳ dựa trên nâng cao quá trình oxy hóa các quá trình có thể có hiệu quả điều trị công nghiệp efflu-ENTs và xử lý nước thải.2016 Elsevier B.V Tất cả các quyền.1. giới thiệuLandfill leachate là một mối quan tâm về môi trường nghiêm trọng vì nó gây rabề mặt và nước ngầm ô nhiễm mà không có bộ sưu tập phù hợp vàđiều trị [1]. Điều trị landfill leachate là rất quan trọng trước khiđể mình xả vào nước cơ thể [2]. Các kỹ thuật khác nhau cóđược sử dụng trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm từ landfill leachate như vậyflotation [3,4], đông máu, flocculation [5,6], hấp phụ [7],nanofiltration, đảo ngược thẩm thấu [8], hóa chất mưa [7], elec -trochemical [9-11] và nhiên liệu vi khuẩn di động công nghệ [12] và bio-quy trình hợp lý [13-15].Các phương pháp điều trị thông thường là không có hiệu quả nhấtloại bỏ các chất ô nhiễm từ landfill leachate do chất ô nhiễm thấploại bỏ efficiency, biến đổi các chất ô nhiễm từ một giai đoạn đểhoạt động khác, làm cao chi phí [16]. Gần đây, HybridQuá trình oxy hóa tiên tiến (HAOPs) đã được phát triểnhiệu quả điều trị của effluent công nghiệp và nước thải[17,18]. các lợi thế chính của quá trình oxy hóa nâng cao(AOPs) là việc sản xuất các tác nhân ôxi hóa mạnh mẽ, chẳng hạn nhưhiđrôxyl cô gốc tự do ((tiếng Việt)
ÔI, E= 2,8 V vs cô), mà có thểlàm suy giảm một loạt các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơmột cách nhanh chóng và không-chọn lọc [19-21]. Hiệu quả khác nhauAOPs như UV-Fenton, UV/H2O2, Fenton (Fe2 +/ H2O2) vàOzon (O3)-dựa trên AOPs, sonication, năng lượng mặt trời hình ảnh-Fenton, vàNatri persulfate/H2O2 quy trình đã được nghiên cứu rộng rãiđể điều trị landfill leachates [22-27]. Có là một tăngquan tâm đến thay thế phương pháp tiếp cận tiểu thuyết có hiệu quả vàefficient trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm từ nước thải [28-30]. Cácsự kết hợp của ôzôn (O3), sono (Mỹ), ảnh (UV) và Fenton(Fe2 +/ H2O2) dựa trên AOPs như O3 / Fe2 +/ H2O2, US / Fe2 +/H2O2, UV / Fe2 +/ H2O2, O3/UV/Fe2 +/ H2O2 và Mỹ/UV/Fe2 +/ H2O2quy trình, có hiệu quả hơn các quá trình chế độ duy nhấtchẳng hạn như quy trình O3, Hoa Kỳ và UV, hoặc điều trị hóa chấtvới các chất phản ứng H2O2 và Fenton trong điều trị nước thải[31-37]. Trong những năm gần đây, O3 và chúng tôi dựa trên HAOPs đãsử dụng rộng rãi để loại bỏ các chất ô nhiễm từ công nghiệp effluentvà xử lý nước thải [38 – 40]. Hệ thống tích hợp của O3 và Mỹvới Fe2 +/ Quy trình H2O2 được gọi là ozone sono Fenton(O3/Hoa Kỳ/Fe2 +/ H2O2) quá trình, trong đó có significantly nâng caoviệc sản xuất của OH gốc. Sonolysis (Mỹ) của nước sản xuấtOH gốc tự do và nguyên tử hiđrô. Tuy nhiên, đó là significantmất của
H vàÔi loài do gen [41].http://DX.Doi.org/10.1016/j.seppur.2016.08.0411383-5866 / 2016 Elsevier B.V Tất cả các quyền.Các tác giả Corresponding ⇑.Địa chỉ e-mail: [e-mail] (P. Asaithambi), azizraman @UM.edu.My (A.R. Abdul Aziz).Ly thân và công nghệ Purification 172 (2017) 442-449Ly thân và Purification TechnologyH2OþÞÞÞ! JOCþ Hð1ÞJOCþ H! H2O ð2ÞHþ O2! JOC2 ð3Þ2HO! H2O2 ð4Þ2HO2! H2O2 þ O2 ð5ÞHþ H2O2! JOCþ H2O ð6ÞNhiều hơnOH gốc tự do được tạo ra trong O3 / Fe2 +/ Quy trình H2O2thông qua phản ứng của O3 với Fe2 +/ H2O2 và cơ chếO3 / Fe2 +/ Quy trình H2O2 đưa ra dưới đây [4

Kết quả (Việt) 2:

Ozone (O3) và sono (Mỹ) dựa trên quá trình oxy hóa tiên tiến để
loại bỏ màu, COD và quyết tâm của năng lượng điện từ
đất fi ll nước thải
P. Asaithambi
⇑
, Baharak Sajjadi, Abdul Raman Abdul Aziz ⇑
, Wan Mohd Ashri Bin Wan Daud
Sở Hoá học, Khoa Kỹ thuật, Đại học Malaya, 50.603 Kuala Lumpur, Malaysia
thông tin bài viết
Điều lịch sử:
nhận ngày 05 tháng 1 năm 2016
đã nhận dạng được sửa đổi 23 Tháng 8 năm 2016
Accepted 31 tháng tám năm 2016
hiện có sẵn trực tuyến ngày 01 tháng chín 2016
từ khóa:
O3 / Mỹ / Fe2 +
/ H2O2
năng lượng điện mỗi đơn
màu và COD
đất fi ll nước rò rỉ
chỉ số Synergy
trừu tượng
trong nghiên cứu này, việc loại bỏ các màu và COD từ fi đất ll nước rò rỉ, cùng với năng lượng điện cho mỗi
lệnh của ozon hóa (O3), sonication (Mỹ), O3 / H2O2, Mỹ / H2O2, O3 / Fe2 +
/ H2O2, Mỹ / Fe2 +
/ H2O2 và / Mỹ / O3
Fe2 +
quy trình / H2O2 đã được nghiên cứu. Các kết quả thực nghiệm đã chỉ ra rằng việc loại bỏ màu, COD
và năng lượng điện mỗi đơn hàng từ fi đất ll nước rỉ rác là 100%, 95%, và 1,20 kWh / m3
, tương ứng,
ở điều kiện hoạt động tối ưu. Các giá trị thu được là cao hơn nhiều so với thu được trong O3
quá trình oxy hóa tiên tiến và Mỹ dựa. Những ảnh hưởng của các thông số thí nghiệm khác nhau như Fe2 +
nồng độ, nồng độ H2O2, pH, nồng độ COD, sản xuất ozone và sonication
điện đã được nghiên cứu để xác định các điều kiện tối ưu hàng đầu để loại bỏ tối đa màu sắc và
COD với năng lượng điện tối thiểu cho mỗi lệnh của O3 / Mỹ / Fe2 +
/ H2O2 quá trình. Chỉ số sức mạnh tổng hợp
giữa O3 và / Fe2 + Mỹ
quy trình / H2O2 đã được nghiên cứu và báo cáo. Các kết quả chỉ ra rằng
sự kết hợp của O3 và Mỹ dựa trên quá trình oxy hóa tiên tiến có hiệu quả có thể điều trị các ef công nghiệp fl u-
ents và nước thải.
? 2016 Elsevier BV Tất cả quyền được bảo lưu.
1. Giới thiệu
đất fi ll rác Đây là một mối quan tâm môi trường nghiêm trọng vì nó gây ra
bề mặt và nước ngầm ô nhiễm không thu và thích hợp
điều trị [1]. Điều trị fi đất ll nước thải là rất quan trọng trước khi
xả của nó vào cơ thể nước [2]. Các kỹ thuật khác nhau đã
được sử dụng cho việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ fi đất ll nước rò rỉ như vậy
là fl otation [3,4], đông máu, fl che khuất [5,6], hấp phụ [7],
nano fi ltration, thẩm thấu ngược [8], kết tủa hóa học [7] , bầu cử
trochemical [9-11] và công nghệ vi sinh tế bào nhiên liệu [12] và sinh học
hợp lý [13-15] quy trình.
các phương pháp điều trị thông thường không có hiệu quả cho
việc loại bỏ các chất ô nhiễm từ đất fi ll nước thải do ô nhiễm thấp
loại bỏ ef fi tính hiệu, biến đổi của các chất ô nhiễm từ một pha
khác và chi phí vận hành cao [16]. Gần đây, Hybrid
quá trình nâng cao oxy hóa (HAOPs) đã được phát triển
để điều trị hiệu quả của ef công nghiệp fl uent và nước thải
[17,18]. Ưu điểm chính của quá trình nâng cao oxy hóa
(AOPs) là sản xuất các tác nhân oxy hóa mạnh mẽ, chẳng hạn như
các gốc hydroxyl (
?
OH, E?
= 2,8 V vs SHE), có thể
làm suy giảm một loạt các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ
một cách nhanh chóng và không có lựa chọn [19-21]. Hiệu quả của nhiều
AOPs như UV-Fenton, UV / H2O2, Fenton (Fe2 +
/ H2O2) và
ozon (O3) -dựa AOPs, sonication, năng lượng mặt trời ảnh Fenton, và
natri persulfate / quy trình H2O2 đã được nghiên cứu rộng rãi
để điều trị nước rỉ fi đất ll [22-27]. Có một gia tăng
lãi suất trong các phương pháp mới thay thế có hiệu quả và
cient fi ef trong các chất ô nhiễm từ nước thải loại bỏ [28-30]. Những
sự kết hợp của ozone (O3), sono (Mỹ), hình ảnh (UV) và Fenton
(Fe2 +
/ H2O2) dựa AOPs như O3 / Fe2 +
/ H2O2, Mỹ / Fe2 +
/
H2O2, UV / Fe2 +
/ H2O2, O3 / UV / Fe2 +
/ H2O2 và Mỹ / UV / Fe2 +
/ H2O2
quy trình, có hiệu quả hơn so với các quá trình đơn mode
như O3, Mỹ và UV quy trình, hoặc xử lý hóa học
với H2O2 và Fenton thuốc thử trong xử lý nước thải
[31-37]. Trong những năm gần đây, O3 và Mỹ dựa HAOPs đã được
sử dụng rộng rãi để loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ uent ef fl công nghiệp
và nước thải [38-40]. Hệ thống tích hợp của O3 và Mỹ
với Fe2 +
quy trình / H2O2 được gọi là-sono-Fenton ozone
(/ Mỹ / Fe2 + O3
/ H2O2) quá trình, trong đó có trọng yếu đáng tăng cường
việc sản xuất của các gốc OH. Sonolysis (Mỹ) của nước tạo ra
các gốc OH và các nguyên tử hydro. Tuy nhiên, có trọng yếu không thể
mất
?
H và?
Loài OH do sự tái tổ hợp [41].
Http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2016.08.041
1383-5866 /? 2016 Elsevier BV Tất cả quyền được bảo lưu.
⇑ Tương ứng với tác giả.
Địa chỉ E-mail: [e-mail] (P. Asaithambi), azizraman @
. Um.edu.my (AR Abdul Aziz)
Tách và Puri fi cation Công nghệ 172 (2017) 442- 449
Tách và Puri fi cation TechnologyH2OþÞÞÞ! HO?
Þ H?
Ð1Þ
HO?
Þ H?
! H2O ð2Þ
H?
Þ O2! HO?
2 ð3Þ
2HO?
! H2O2 ð4Þ
2HO?
2! H2O2 þ O2 ð5Þ
H?
Þ H2O2! HO?
Þ H2O ð6Þ
hơn?
OH gốc được tạo ra trong / Fe2 + O3
/ H2O2 quá trình
thông qua các phản ứng của O3 với Fe2 +
/ H2O2 và cơ chế của
sự / Fe2 + O3
/ H2O2 quá trình được đưa ra dưới đây [4