Published June 1, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Enhancement of dairy wastewater treatment efficiency in batch chemical-assisted solar-powered electrocoagulation-adsorption system

Creators

  • 1. Al-Balqa Applied University
  • 2. University of Jordan

Description

This study conducts a multi-stage approach to enhance the treatment of dairy wastewater, focusing on efficiently removing of total organic carbon (TOC). The investigation comprises three sequential treatment processes: chemical coagulation (CC), solar-powered electrocoagulation (EC), and adsorption. In the initial stage, a range of organic and inorganic coagulants were evaluated under varying conditions, including dosage, pH, and dilution. Ferrous sulfate exhibited superior performance, achieving a TOC removal efficiency of 68% at pH 5.6 for a concentration of 1 g/L. The subsequent EC process investigated the impact of electrode type, number, arrangement, current density, and dilution on TOC removal during the electrocoagulation process. Both Al and Fe electrodes displayed similar performance with a maximum 47.1%. The EC removal efficiency was maximum when using six electrodes with MP-S arrangement. In the final phase, the effectiveness of various inorganic adsorbents (zeolite, sea sand, shale oil ash, commercial activated carbon) was assessed, considering factors such as adsorbent type, dosage, temperature, and pH. Shale oil ash and sea sand exhibited the highest capacities with removal efficiencies of 75 and 69%, respectively compared to 80% for activated carbon when using a TOCo of 100 mg/L and an adsorbent dose of 1.25 g. These results indicate that this research integrates three processes with an overall removing of efficiency of 98.6%. This combined treatment system represents a promising approach for effectively treating dairy wastewater, and addresses environmental concerns associated with dairy industry effluents.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تجري هذه الدراسة نهجًا متعدد المراحل لتعزيز معالجة مياه الصرف الصحي لمنتجات الألبان، مع التركيز على الإزالة الفعالة للكربون العضوي الكلي (TOC). يتألف التحقيق من ثلاث عمليات معالجة متسلسلة: التخثر الكيميائي والتخثر الكهربائي الذي يعمل بالطاقة الشمسية والامتزاز. في المرحلة الأولية، تم تقييم مجموعة من مواد التخثر العضوية وغير العضوية في ظل ظروف مختلفة، بما في ذلك الجرعة ودرجة الحموضة والتخفيف. أظهرت كبريتات الحديدوز أداءً فائقًا، حيث حققت كفاءة في إزالة أول أكسيد الكربون بنسبة 68 ٪ عند الرقم الهيدروجيني 5.6 لتركيز 1 جم/لتر. حققت عملية EC اللاحقة في تأثير نوع القطب وعدده وترتيبه وكثافة التيار والتخفيف على إزالة أول أكسيد الكربون أثناء عملية التخثير الكهربائي. أظهر كل من إلكترودات الحديد والصلب أداءً مماثلاً بحد أقصى 47.1 ٪. كانت كفاءة إزالة EC قصوى عند استخدام ستة أقطاب بترتيب MP - S. في المرحلة النهائية، تم تقييم فعالية العديد من المواد الممتزة غير العضوية (الزيوليت، رمال البحر، رماد الزيت الصخري، الكربون المنشط التجاري)، مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل نوع المادة الممتزة والجرعة ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة. أظهر رماد الزيت الصخري ورمل البحر أعلى السعات مع كفاءة إزالة 75 و 69 ٪، على التوالي، مقارنة بـ 80 ٪ للكربون المنشط عند استخدام TOCo من 100 مجم/لتر وجرعة ماصة من 1.25 جم. تشير هذه النتائج إلى أن هذا البحث يدمج ثلاث عمليات مع إزالة شاملة للكفاءة بنسبة 98.6 ٪. يمثل نظام المعالجة المشترك هذا نهجًا واعدًا لمعالجة مياه الصرف الصحي لمنتجات الألبان بفعالية، ويعالج المخاوف البيئية المرتبطة بمخلفات صناعة الألبان.

Translated Description (French)

Cette étude conduit une approche en plusieurs étapes pour améliorer le traitement des eaux usées laitières, en se concentrant sur l'élimination efficace du carbone organique total (COT). L'étude comprend trois processus de traitement séquentiels : la coagulation chimique (CC), l'électrocoagulation solaire (EC) et l'adsorption. Au stade initial, une gamme de coagulants organiques et inorganiques a été évaluée dans différentes conditions, y compris la posologie, le pH et la dilution. Le sulfate ferreux a présenté des performances supérieures, atteignant une efficacité d'élimination du COT de 68 % à pH 5,6 pour une concentration de 1 g/L. Le processus EC ultérieur a étudié l'impact du type d'électrode, du nombre, de la disposition, de la densité de courant et de la dilution sur l'élimination du COT pendant le processus d'électrocoagulation. Les électrodes en Al et en Fe ont montré des performances similaires avec un maximum de 47,1 %. L'efficacité de retrait de la CE était maximale lors de l'utilisation de six électrodes avec disposition MP-S. Dans la phase finale, l'efficacité de divers adsorbants inorganiques (zéolite, sable de mer, cendres d'huile de schiste, charbon actif commercial) a été évaluée, en tenant compte de facteurs tels que le type d'adsorbant, le dosage, la température et le pH. Les cendres d'huile de schiste et le sable de mer présentaient les capacités les plus élevées avec des efficacités d'élimination de 75 et 69%, respectivement, contre 80% pour le charbon actif lors de l'utilisation d'un TOCo de 100 mg/L et d'une dose d'adsorbant de 1,25 g. Ces résultats indiquent que cette recherche intègre trois processus avec une élimination globale de l'efficacité de 98,6%. Ce système de traitement combiné représente une approche prometteuse pour traiter efficacement les eaux usées laitières et répond aux préoccupations environnementales associées aux effluents de l'industrie laitière.

Translated Description (Spanish)

Este estudio lleva a cabo un enfoque de varias etapas para mejorar el tratamiento de las aguas residuales lácteas, centrándose en la eliminación eficiente del carbono orgánico total (COT). La investigación comprende tres procesos de tratamiento secuencial: coagulación química (CC), electrocoagulación con energía solar (EC) y adsorción. En la etapa inicial, se evaluó una gama de coagulantes orgánicos e inorgánicos en condiciones variables, incluida la dosificación, el pH y la dilución. El sulfato ferroso exhibió un rendimiento superior, logrando una eficiencia de eliminación de TOC del 68% a pH 5.6 para una concentración de 1 g/L. El proceso EC posterior investigó el impacto del tipo, número, disposición, densidad de corriente y dilución del electrodo en la eliminación de TOC durante el proceso de electrocoagulación. Tanto los electrodos de Al como de Fe mostraron un rendimiento similar con un máximo del 47,1%. La eficiencia de eliminación de EC fue máxima cuando se utilizaron seis electrodos con disposición MP-S. En la fase final, se evaluó la efectividad de varios adsorbentes inorgánicos (zeolita, arena de mar, ceniza de petróleo de esquisto, carbón activado comercial), considerando factores como el tipo de adsorbente, la dosis, la temperatura y el pH. Las cenizas de petróleo de esquisto y la arena de mar exhibieron las mayores capacidades con eficiencias de eliminación del 75 y 69%, respectivamente, en comparación con el 80% para el carbón activado cuando se utiliza un TOCo de 100 mg/L y una dosis de adsorbente de 1,25 g. Estos resultados indican que esta investigación integra tres procesos con una eliminación general de la eficiencia del 98,6%. Este sistema de tratamiento combinado representa un enfoque prometedor para tratar eficazmente las aguas residuales lácteas y aborda las preocupaciones ambientales asociadas con los efluentes de la industria láctea.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تعزيز كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي لمنتجات الألبان في نظام التخثر الكهربائي والامتصاص الذي يعمل بالطاقة الشمسية بمساعدة المواد الكيميائية
Translated title (French)
Amélioration de l'efficacité du traitement des eaux usées laitières dans un système d'électrocoagulation-adsorption à énergie solaire à assistance chimique par lots
Translated title (Spanish)
Mejora de la eficiencia del tratamiento de aguas residuales lácteas en el sistema de electrocoagulación-adsorción por lotes con energía solar asistida por productos químicos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4396855083
DOI
10.1016/j.cscee.2024.100760

Is supplement to
https://openalex.org/W2981930199 (Other)
https://openalex.org/W2977267669 (Other)
https://openalex.org/W2936745708 (Other)
https://openalex.org/W2793691980 (Other)
https://openalex.org/W2726599334 (Other)
https://openalex.org/W2528276142 (Other)
https://openalex.org/W2422324476 (Other)
https://openalex.org/W2390725462 (Other)
https://openalex.org/W2365156696 (Other)
https://openalex.org/W2364286254 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Jordan

References

  • https://openalex.org/W1490544179
  • https://openalex.org/W1519518250
  • https://openalex.org/W172149712
  • https://openalex.org/W1985821585
  • https://openalex.org/W1990961615
  • https://openalex.org/W1995286213
  • https://openalex.org/W1999910230
  • https://openalex.org/W2016400412
  • https://openalex.org/W2018631804
  • https://openalex.org/W2025178033
  • https://openalex.org/W2027531877
  • https://openalex.org/W2048252177
  • https://openalex.org/W2052938010
  • https://openalex.org/W2060815107
  • https://openalex.org/W2060934203
  • https://openalex.org/W2065611018
  • https://openalex.org/W2080495769
  • https://openalex.org/W2083778163
  • https://openalex.org/W2109426411
  • https://openalex.org/W2146290265
  • https://openalex.org/W2152296441
  • https://openalex.org/W2283201861
  • https://openalex.org/W2370403831
  • https://openalex.org/W2520733456
  • https://openalex.org/W2557886195
  • https://openalex.org/W2751124789
  • https://openalex.org/W2756613612
  • https://openalex.org/W2765391306
  • https://openalex.org/W2804314086
  • https://openalex.org/W2896818536
  • https://openalex.org/W2897100873
  • https://openalex.org/W2946118975
  • https://openalex.org/W3042775354
  • https://openalex.org/W3098861376
  • https://openalex.org/W3133949211
  • https://openalex.org/W3134996872
  • https://openalex.org/W3160686899
  • https://openalex.org/W3165770651
  • https://openalex.org/W3177325818
  • https://openalex.org/W3180190157
  • https://openalex.org/W3207300913
  • https://openalex.org/W4231639414
  • https://openalex.org/W4298394047
  • https://openalex.org/W4323312796
  • https://openalex.org/W4328049812
  • https://openalex.org/W4382399013
  • https://openalex.org/W4390879533