Published December 10, 2019 | Version v1
Publication Open

Laundry wastewater treatment using a combination of sand filter, bio-char and teff straw media

Creators

  • 1. Ton Duc Thang University
  • 2. Ambo University
  • 3. Sam Higginbottom Institute of Agriculture
  • 4. Duy Tan University
  • 5. Luleå University of Technology

Description

Abstract Numerous researchers have expressed concern over the emerging water scarcity issues around the globe. Economic water scarcity is severe in the developing countries; thus, the use of inexpensive wastewater treatment strategies can help minimize this issue. An abundant amount of laundry wastewater (LWW) is generated daily and various wastewater treatment researches have been performed to achieve suitable techniques. This study addressed this issue by considering the economic perspective of the treatment technique through the selection of easily available materials. The proposed technique is a combination of locally available absorbent materials such as sand, biochar, and teff straw in a media. Biochar was prepared from eucalyptus wood, teff straw was derived from teff stem, and sand was obtained from indigenous crushed stones. In this study, the range of laundry wastewater flow rate was calculated as 6.23–17.58 m 3 /day; also studied were the efficiency of the media in terms of the removal percentage of contamination and the flux rate. The performances of biochar and teff straw were assessed based on the operation parameters and the percentage removal efficiency at different flux rates; the assessment showed 0.4 L/min flux rate to exhibit the maximum removal efficiency. Chemical oxygen demand, biological oxygen demand, and total alkalinity removal rate varied from 79% to ≥83%; total solids and total suspended solids showed 92% to ≥99% removal efficiency, while dissolved oxygen, total dissolved solids, pH, and electrical conductivity showed 22% to ≥62% removal efficiency. The optimum range of pH was evaluated between 5.8–7.1. The statistical analysis for finding the correlated matrix of laundry wastewater parameters showed the following correlations: COD (r = −0.84), TS (r = −0.83), and BOD (r = −0.81), while DO exhibited highest negative correlation. This study demonstrated the prospective of LWW treatment using inexpensive materials. The proposed treatment process involved low-cost materials and exhibited efficiency in the removal of contaminants; its operation is simple and can be reproduced in different scenarios.

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

Translated Description (Arabic)

الملخص أعرب العديد من الباحثين عن قلقهم إزاء قضايا ندرة المياه الناشئة في جميع أنحاء العالم. ندرة المياه الاقتصادية حادة في البلدان النامية ؛ وبالتالي، فإن استخدام استراتيجيات معالجة مياه الصرف الصحي غير المكلفة يمكن أن يساعد في تقليل هذه المشكلة. يتم توليد كمية وفيرة من مياه الصرف الصحي للغسيل (LWW) يوميًا وتم إجراء العديد من أبحاث معالجة مياه الصرف الصحي لتحقيق التقنيات المناسبة. تناولت هذه الدراسة هذه المسألة من خلال النظر في المنظور الاقتصادي لتقنية العلاج من خلال اختيار المواد المتاحة بسهولة. التقنية المقترحة هي مزيج من المواد الماصة المتاحة محليًا مثل الرمل والفحم الحيوي وقش التيف في الوسط. تم تحضير الفحم الحيوي من خشب الأوكالبتوس، وتم اشتقاق قش التيف من جذع التيف، وتم الحصول على الرمل من الأحجار المسحوقة الأصلية. في هذه الدراسة، تم حساب نطاق معدل تدفق مياه الصرف الصحي للغسيل على أنه 6.23-17.58 م 3 /يوم ؛ كما تمت دراسة كفاءة الوسائط من حيث نسبة إزالة التلوث ومعدل التدفق. تم تقييم أداء الفحم الحيوي وقش التيف بناءً على معلمات التشغيل ونسبة كفاءة الإزالة بمعدلات تدفق مختلفة ؛ أظهر التقييم معدل تدفق 0.4 لتر/دقيقة لإظهار أقصى كفاءة للإزالة. تراوح الطلب على الأكسجين الكيميائي، والطلب على الأكسجين البيولوجي، ومعدل إزالة القلوية الكلي من 79 ٪ إلى ≥83 ٪ ؛ أظهر إجمالي المواد الصلبة وإجمالي المواد الصلبة العالقة كفاءة إزالة بنسبة 92 ٪ إلى ≥99 ٪، في حين أظهر الأكسجين الذائب، وإجمالي المواد الصلبة الذائبة، ودرجة الحموضة، والموصلية الكهربائية كفاءة إزالة بنسبة 22 ٪ إلى ≥62 ٪. تم تقييم النطاق الأمثل لدرجة الحموضة بين 5.8–7.1. أظهر التحليل الإحصائي لإيجاد المصفوفة المترابطة لمعلمات مياه الصرف الصحي للغسيل الارتباطات التالية: COD (r = −0.84)، TS (r = −0.83)، و BOD (r = −0.81)، في حين أظهر DO أعلى ارتباط سلبي. أوضحت هذه الدراسة احتمال علاج LWW باستخدام مواد غير مكلفة. تضمنت عملية المعالجة المقترحة مواد منخفضة التكلفة وأظهرت كفاءة في إزالة الملوثات ؛ تشغيلها بسيط ويمكن استنساخه في سيناريوهات مختلفة.

Translated Description (French)

Résumé De nombreux chercheurs ont exprimé leur inquiétude face aux problèmes émergents de pénurie d'eau dans le monde. La pénurie économique d'eau est grave dans les pays en développement ; ainsi, l'utilisation de stratégies de traitement des eaux usées peu coûteuses peut aider à minimiser ce problème. Une quantité abondante d'eaux usées de blanchisserie est générée quotidiennement et diverses recherches sur le traitement des eaux usées ont été effectuées pour obtenir des techniques appropriées. Cette étude a abordé cette question en considérant la perspective économique de la technique de traitement à travers la sélection de matériaux facilement disponibles. La technique proposée est une combinaison de matériaux absorbants disponibles localement tels que le sable, le biochar et la paille de teff dans un milieu. Le biochar a été préparé à partir de bois d'eucalyptus, la paille de teff a été dérivée de la tige de teff et le sable a été obtenu à partir de pierres concassées indigènes. Dans cette étude, la plage de débit des eaux usées de blanchisserie a été calculée à 6,23-17,58 m 3 /jour ; l'efficacité des milieux en termes de pourcentage d'élimination de la contamination et de débit de flux a également été étudiée. Les performances du biochar et de la paille de teff ont été évaluées en fonction des paramètres de fonctionnement et du pourcentage d'efficacité d'élimination à différents débits de flux ; l'évaluation a montré un débit de flux de 0,4 L/min pour présenter l'efficacité d'élimination maximale. La demande chimique en oxygène, la demande biologique en oxygène et le taux d'élimination de l'alcalinité totale variaient de 79 % à ≥83 % ; les solides totaux et les solides en suspension totaux présentaient une efficacité d'élimination de 92 % à ≥99 %, tandis que l'oxygène dissous, les solides dissous totaux, le pH et la conductivité électrique présentaient une efficacité d'élimination de 22 % à ≥62 %. La plage optimale de pH a été évaluée entre 5,8 et 7,1. L'analyse statistique pour trouver la matrice corrélée des paramètres des eaux usées de blanchisserie a montré les corrélations suivantes : COD (r = −0,84), TS (r = −0,83) et BOD (r = −0,81), tandis que DO présentait la corrélation négative la plus élevée. Cette étude a démontré la perspective d'un traitement des LWW à l'aide de matériaux peu coûteux. Le processus de traitement proposé impliquait des matériaux à faible coût et présentait une efficacité dans l'élimination des contaminants ; son fonctionnement est simple et peut être reproduit dans différents scénarios.

Translated Description (Spanish)

Resumen Numerosos investigadores han expresado su preocupación por los problemas emergentes de escasez de agua en todo el mundo. La escasez económica de agua es grave en los países en desarrollo; por lo tanto, el uso de estrategias de tratamiento de aguas residuales de bajo costo puede ayudar a minimizar este problema. Se genera diariamente una cantidad abundante de aguas residuales de lavandería (LWW) y se han realizado varias investigaciones de tratamiento de aguas residuales para lograr técnicas adecuadas. Este estudio abordó esta cuestión al considerar la perspectiva económica de la técnica de tratamiento a través de la selección de materiales fácilmente disponibles. La técnica propuesta es una combinación de materiales absorbentes disponibles localmente, como arena, biochar y paja de teff en un medio. El biochar se preparó a partir de madera de eucalipto, la paja de teff se derivó del tallo de teff y la arena se obtuvo de piedras trituradas indígenas. En este estudio, el rango de caudal de aguas residuales de lavandería se calculó como 6.23-17.58 m 3 /día; también se estudió la eficiencia de los medios en términos del porcentaje de eliminación de contaminación y la tasa de flujo. Los rendimientos del biochar y la paja de teff se evaluaron en función de los parámetros de operación y el porcentaje de eficiencia de eliminación a diferentes velocidades de flujo; la evaluación mostró una velocidad de flujo de 0.4 L/min para exhibir la máxima eficiencia de eliminación. La demanda química de oxígeno, la demanda biológica de oxígeno y la tasa de eliminación de alcalinidad total variaron de 79% a ≥83%; los sólidos totales y los sólidos suspendidos totales mostraron una eficiencia de eliminación de 92% a ≥99%, mientras que el oxígeno disuelto, los sólidos disueltos totales, el pH y la conductividad eléctrica mostraron una eficiencia de eliminación de 22% a ≥62%. El rango óptimo de pH se evaluó entre 5.8–7.1. El análisis estadístico para encontrar la matriz correlacionada de los parámetros de aguas residuales de lavandería mostró las siguientes correlaciones: COD (r = -0,84), TS (r = -0,83) y DBO (r = -0,81), mientras que DO exhibió la correlación negativa más alta. Este estudio demostró la prospectiva del tratamiento de LWW utilizando materiales económicos. El proceso de tratamiento propuesto involucró materiales de bajo costo y exhibió eficiencia en la eliminación de contaminantes; su operación es simple y se puede reproducir en diferentes escenarios.

Files

s41598-019-54888-3.pdf.pdf

Files (2.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:2818302d815518e5dc0f1937b5998373
2.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
معالجة مياه الصرف الصحي للغسيل باستخدام مزيج من مرشح الرمل ووسائط الفحم الحيوي ووسائط قش التيف
Translated title (French)
Traitement des eaux usées de blanchisserie à l'aide d'une combinaison de filtres à sable, de bio-char et de paille de teff
Translated title (Spanish)
Tratamiento de aguas residuales de lavandería utilizando una combinación de filtro de arena, biocarbón y medios de paja de teff

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2995260071
DOI
10.1038/s41598-019-54888-3

Is supplement to
https://openalex.org/W4303712182 (Other)
https://openalex.org/W2968097314 (Other)
https://openalex.org/W2884486241 (Other)
https://openalex.org/W2749214772 (Other)
https://openalex.org/W2601091938 (Other)
https://openalex.org/W2527852065 (Other)
https://openalex.org/W2183471713 (Other)
https://openalex.org/W2132523285 (Other)
https://openalex.org/W2077185181 (Other)
https://openalex.org/W2048918982 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1574447377
  • https://openalex.org/W1672092354
  • https://openalex.org/W1945584985
  • https://openalex.org/W1963768718
  • https://openalex.org/W1970360626
  • https://openalex.org/W1990852409
  • https://openalex.org/W1991243700
  • https://openalex.org/W1991791748
  • https://openalex.org/W1992709769
  • https://openalex.org/W2022277501
  • https://openalex.org/W2036600738
  • https://openalex.org/W2046337269
  • https://openalex.org/W2048934765
  • https://openalex.org/W2050404184
  • https://openalex.org/W2052340000
  • https://openalex.org/W2064188215
  • https://openalex.org/W2069087109
  • https://openalex.org/W2072723157
  • https://openalex.org/W2073694752
  • https://openalex.org/W2073977263
  • https://openalex.org/W2082888436
  • https://openalex.org/W2092302126
  • https://openalex.org/W2102316476
  • https://openalex.org/W2145091626
  • https://openalex.org/W2268851620
  • https://openalex.org/W2294599080
  • https://openalex.org/W2417152681
  • https://openalex.org/W2515328363
  • https://openalex.org/W2605055491
  • https://openalex.org/W2773983904
  • https://openalex.org/W2902397288
  • https://openalex.org/W2915316463
  • https://openalex.org/W2920935965
  • https://openalex.org/W2921542892
  • https://openalex.org/W2922412194
  • https://openalex.org/W2928945872
  • https://openalex.org/W2943221591
  • https://openalex.org/W2947559810
  • https://openalex.org/W2952615094
  • https://openalex.org/W2952909122
  • https://openalex.org/W2979298350
  • https://openalex.org/W4256267164
  • https://openalex.org/W4324273147