The degradation of Rhodamine B (RhB) in water was investigated in laboratory-scale experiments, using five advanced oxidation Processes (AOPs) $UV/H_2O_2$, lenten, photo-lenten, $UV/TiO_2,\;UV/TiO_2/H_2O_2$. The photodegradation experiments were carried out in a fluidized bed photoreactor equipped with an immersed 32 W UV-C lamp as light source. initial decolorization rate and COD removal efficiency were evaluated and compared. The results obtained showed that the initial decolorization rate constant was quite different for each oxidation process. The relative order of decolorization was: photo-fenton > $UV/TiO_2/H_2O_2$ > fenton > $UV/H_2O_2$ > $UV/TiO_2$ > UV > $H_2O_2$. The relative order of COD removal was different from decolorization: photo-fenten ${\fallingdotseq}$$UV/TiO_2/H_2O_2\;>\;UV/TiO_2\;>\;fenton\;>\;UV/H_2O_2$. The Photo-lenten and $UV/TiO_2/H_2O_2$ processes seem to be appropriate for decolorization and COD removal of dye wastewater.
Park, Ji Hoon;Yusupov, Maksudbek;Lingamdinne, Lakshmi Prasanna;Koduru, Janardhan Reddy;Bogaerts, Annemie;Choi, Eun Ha;Attri, Pankaj
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.190.1-190.1
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2016
One of the most serious problems faced by billions of people today is the availability of fresh water. According to statistics, 15% of the world's total output of dye products is discharged into the environment as dye wastewater, which seriously pollutes groundwater resources. For the treatment of chemically and biologically contaminated water the advanced oxidation processes (AOPs) shows the promising action. The main advantage with AOPs is the ability to degrade the organic pollutants to $CO_2$ and $H_2O$. For this degradation process the AOPs generation of powerful and non-selective radicals that may oxidize majority of the organic pollutants present in the water body. To generate the various reactive chemical species such as radicals (${\bullet}OH$, ${\bullet}H$, ${\bullet}O$, ${\bullet}HO_2$) and molecular species ($H_2O_2$, $H_2$, $O_2$) in large amount in water, we have used the atmospheric pressure plasma. Among the reactive and non-reactive species, the hydroxyl radical (${\bullet}OH$) plays important role due to its higher oxidation potential (E0: 2.8 V). Therefore, in this work we have checked the degradation of various dyes such as methyl orange, methylene blue and congo red using different type of atmospheric pressure plasma sources (Indirect jet and direct jet). To check the degradation we have used the UV-visible spectroscopy, HPLC and LC-MS spectroscopy. Further, to estimate role of ${\bullet}OH$ on the degradation of dyes we have studied the molecular dynamic simulation.
Ozone/GAC and ozone-GAC processes were introduced for treatment of humic acid, which is representative refractory organic compound. The treatment efficiencies of humic acid in each process were analyzed in pH variation, DOC removal, and $UV_{254}$ decrease. $UV_{254}$ decrease in all processes was comparatively high with efficiency over 92%. $UV_{254}$ decrease in ozone alone process was 85%. DOC removal in Ozone-GAC process was the highest with 75%. Removal by Ozone/GAC, Ozone alone processes were 71% and 33% respectively.
Ozone alone and catalytic ozone processes were introduced for treatment of humic acid, which is representative refractory organic compound. The treatment efficiencies of humic acid in each process were analyzed in pH variation, DOC removal, and $UV_{254}$ decrease. Mn loaded GAC catalyst was prepared by loading potassium permanganate onto the granular activated carbon surface. BCM-GAC and BCM-Silica gel catalyst were prepared by BCM. $UV_{254}$ decrease in all processes was comparatively high with efficiency over 87%. DOC removal in ozone/GAC process was the highest with 78%, and removal rates for other processes followed the order ozone/BCM-GAC(62%) > ozone/BCM-silica gel(45%) > ozone/silica gel(43%) > ozone/Mn Loaded GAC(42%) > ozone alone(37%).
Choi, Sangki;Lee, Woongbae;Kim, Young Mo;Hong, Seok Won;Son, Heejong;Lee, Yunho
Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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v.36
no.2
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pp.59-79
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2022
Conventional wastewater treatment plants (WWTPs) do not fully remove micropollutants. Enhanced treatment of sewage effluents is being considered or implemented in some countries to minimize the discharge of problematic micropollutants from WWTPs. Representative enhanced sewage treatment technologies for micropollutant removal were reviewed, including their current status of research and development. Advanced oxidation processes (AOPs) such as ozonation and UV/H2O2 and adsorption processes using powdered (PAC) and granular activated carbon (GAC) were mainly discussed with focusing on process principles for the micropollutant removal, effect of process operation and water matrix factors, and technical and economic feasibility. Pilot- and full-scale studies have shown that ozonation, PAC, and GAC can achieve significant elimination of various micropollutants at economically feasible costs(0.16-0.29 €/m3). Considering the current status of domestic WWTPs, ozonation and PAC were found to be the most feasible options for the enhanced sewage effluent treatment. Although ozonation and PAC are all mature technologies, a range of technical aspects should be considered for their successful application, such as energy consumption, CO2 emission, byproduct or waste generation, and ease of system construction/operation/maintenance. More feasibility studies considering domestic wastewater characteristics and WWTP conditions are required to apply ozonation or PAC/GAC adsorption process to enhance sewage effluent treatment in Korea.
Hussain, Mujtaba;Mahtab, Mohd Salim;Farooqi, Izharul Haq
Advances in environmental research
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v.10
no.1
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pp.59-86
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2021
Landfilling is the most commonly adopted method for a large quantity of waste disposal. But, the main concern related to landfills is the generation of leachate. The leachate is high strength wastewater that is usually characterized by the presence of high molecular recalcitrant organics. Several conventional methods are adopted for leachate treatment. However, these methods are only suitable for young leachate, having high biodegradability and low toxicity levels. The mature and stabilized leachate needs advanced technologies for its effective treatment. Advanced oxidation processes (AOPs) are very suitable for such complex wastewater treatment as reported in the literature. After going through the literature survey, it can be concluded that Fenton-based approaches are effective for the treatment of various high/low strength wastewaters treatment. The applications of the Fenton-based approaches are widely adopted and well recognized due to their simplicity, cost-effectiveness, and reliability for the reduction of high chemical oxygen demand (COD) as reported in several studies. Besides, the process is relatively economical due to fewer chemical, non-sophisticated instruments, and low energy requirements. In this review, the conventional and advanced Fenton's approaches are explained with their detailed reaction mechanisms and applications for landfill leachate treatment. The effect of influencing factors like pH, the dosage of chemicals, nature of reaction matrix, and reagent ratio on the treatment efficiencies are also emphasized. Furthermore, the discussion regarding the reduction of chemical oxygen demand (COD) and color, increase in biodegradability, removal of humic acids from leachate, combined processes, and the pre/post-treatment options are highlighted. The scope of future studies is summarized to attain sustainable solutions for restrictions associated with these methods for effective leachate treatment.
The most advanced oxidation processes (AOPs) are based on reactivity of strong and non-selective oxidants such as hydroxyl radical (${\cdot}OH$). Decomposition of typical DNAPL chlorinated compounds (TCE, PCE) using various advanced oxidation processes ($UV/Fe^{3+}$-chelating agent/$H_2O_2$ process, $UV/H_2O_2$ process) was approached to develop appropriate methods treating chlorinated compound (TCE, PCE) for further field application. $UV/H_2O_2$ oxidation system was most efficient for degrading TCE and PCE at neutral pH and the system could remove 99.92% of TCE after 150 min reaction time at pH 6($[H_2O_2]$ = 147 mM, UVdose = 17.4 kwh/L) and degrade 99.99% of PCE within 120 min ($[H_2O_2]$ = 29.4 mM, UVdose = 52.2 kwh/L). Whereas, $UV/Fe^{3+}$-chelating agent/$H_2O_2$ system removed TCE and PCE ca. > 90% (UVdose = 34.8 kwh/L, $[Fe^{3+}]$ = 0.1 mM, [Oxalate] = 0.6 mM, $[H_2O_2]$ = 147 mM) and 98% after 6hrs (UVdose = 17.4 kwh/L, $[Fe^{3+}]$ = 0.1 mM, [Oxalate] = 0.6 mM, $[H_2O_2]$ = 29.4 mM), respectively. We improved the reproduction system with addition of UV light to modified Fenton reaction by increasing reduction rate of $Fe^{3+}$ to $Fe^{2+}$. We expect that the system save the treatment time and improve the removal efficiencies. Moreover, we expect the activity of low molecular organic compounds such as acetate or oxalate be effective for maintaining pH condition as neutral. This oxidation system could be an economical, environmental friendly, and practical treatment process since the organic compounds and iron minerals exist in nature soil conditions.
Harmful air pollutants are exhausted from the various industrial facilities including the coal-fired thermal power plants and these substances affects on the human health as well as the nature environment. In particular, nitrogen oxides ($NO_x$) and sulfur dioxide ($SO_2$) are known to be causative substances to form fine particles ($PM_{2.5}$), which are also deleterious to human health. The integrated system composed of selective catalytic reduction (SCR) and wet flue gas desulfurization (WFGD) have been widely applied in order to control $NO_x$ and $SO_2$ emissions, resulting in high investment and operational costs, maintenance problems, and technical limitations. Recently, new technologies for the simultaneous removal of $NO_x$ and $SO_2$ from the flue gas, such as absorption, advanced oxidation processes (AOPs), non-thermal plasma (NTP), and electron beam (EB), are investigated in order to replace current integrated systems. The proposed technologies are based on the oxidation of $NO_x$ and $SO_2$ to $HNO_3$ and $H_2SO_4$ by using strong aqueous oxidants or oxidative radicals, the absorption of $HNO_3$ and $H_2SO_4$ into water at the gas-liquid interface, and the neutralization with additive reagents. In this paper, we summarize the technical improvements of each simultaneous abatement processes and the future prospect of technologies for demonstrating large-scaled applications.
Humic substances is accounted for for the largest proportion in natural organic matter(NOM) and NOM is widely distributed in varying concentration in all aquatic and soil. They can affect water quality adversely in several ways by contributing undesirable color, complexing with metal and yielding metal concentrations exceeding normal solubility. Ozonation is one of the efficient treatments for degradation of humic substances which cause some problems in water treatment. Especially, the combination of ozone and granular activated carbon was applied to degradation humic acid in aquatic system. The aim of this work to test the available of acid-treated granular activated carbon as catalyst in the ozonation of humic acid.
In this study, photochemical advanced oxidation processes (AOPs) utilizing the Photo Fenton reaction ($Fe^{2+}+H_2O_2+UV$) were investigated in lab-scale experiments for the treatment of livestock wastewater. For the experimets, the livestock wastewater was pretreated by coagulation with $3,000mg/L\;FeCl_3$. The optimal conditions for Photo-Fenton processes were determined: pH was 5, the concentration of ferrous ion (Fe II) was 0.01 M. The concentration of hydrogen peroxide was 0.1 M, and molar ratio ($Fe^{2+}/H_2O_2$) was 0.1. The optimal reaction time was 80 min. Under the optimal condition of Photo-Fenton process, chemical oxygen demand (COD), color and fecal coliform removal efficiencies were about 79, 70, and 99.4%, respectively and sludge production was 7.5 mL from 100 mL of solution.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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