Αναερόβια χώνευση υγρών αποβλήτων βιομηχανιών καλλυντικών μετά από οξειδωτικές διεργασίες με αντιδραστήρια Fenton

Abstract

Cosmetic industry is a fast growing industry with 7.2 billion Euros income from retail sales in Europe for 2004 and over 1.7 million employers.Cosmetic industry wastewater is characterized from high concentrations of COD, Total Suspended Solids(TSS), detergents, oil and fat and high ratio for COD/BOD which makes them difficult to undergo direct biological treatment. For this reason a number of pre treatment technologies have been examined.The current thesis examines the cosmetic wastewater from a typical cosmetic industry and focuses on the efficiency of Fenton reagent in the removal of total organic carbon (TOC) which is an important parameter showing the strength of the wastewater. In addition to that examines changes in the biodegradability of the wastewater from Fenton reagents. In this study, after the chemical treatment of the wastewater, anaerobic digestion is being examined as an effective way of treatment with the help of a 5 l laboratory scale anaerobic digester which through a PLC can record methane and biogas production. In addition to the above, there is a process description of the typical wastewater treatment plant using as a pretreatment coagulation with PAC and the pros and cons which has the use of Fenton reagent.The Main findings from the PhD thesis are described below:•From the examination of a series of grab samples taken from the wastewater treatment plant it was found that although the plant uses over 500 deferent chemical substances the main wastewater parameters such as COD,TOC, TSS, fats and oil are kept within a close range. •The use of Fenton reagent in the wastewater has a positive effect to the TOC reduction and the optimum concentrations of hydrogen peroxide and iron sulfate was found.•With the help of IBM SPSS statistics a non linear equation was developed which correlates the hydrogen peroxide and iron sulfate concentration in the solution in relation to the TOC removal.•It was examined the use of anaerobic treatment after treatment with Fenton reagent and defined the optimum degree of chemical pre treatment for increased methane generation.

Η βιομηχανία καλλυντικών είναι μια ακμάζουσα βιομηχανία, όπου μόνο στην Ευρώπη, είχε έσοδα για το 2004 7.2 δισεκατομμύρια από το λιανεμπόριο και απασχολούσε 1.7 εκατομμύρια άτομα.Τα απόβλητα από βιομηχανίες καλλυντικών, χαρακτηρίζονται από υψηλές συγκεντρώσεις COD , ολικά αιωρούμενων στερεών (TSS) , απορρυπαντικών, λιπών και ελαίων και υψηλό λόγο COD/BOD, που τα κάνει δύσκολα βιοαποικοδομήσιμα αν διατεθούν απευθείας σε βιολογική επεξεργασία. Για το λόγο αυτό, έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι προ επεξεργασίας του αποβλήτου, πριν την είσοδό του στην βιολογική επεξεργασία. Στην παρούσα εργασία γίνεται μια μελέτη των χαρακτηριστικών των αποβλήτων μιας τυπικής βιομηχανίας καλλυντικών και εξετάζεται η επίδραση των οξειδωτικών δράσεων με αντιδραστήρια Fenton, στην απομάκρυνση του ολικού οργανικού άνθρακα. Στην συνέχεια μελετάται η επίδραση της χρήσης αναερόβιας επεξεργασίας αντί της αερόβιας με την βοήθεια εργαστηριακής κλίμακας αναερόβιου χωνευτήρα 5 λίτρων, όπου και καταγράφεται η παραγωγή βιοαερίου και μεθανίου. Στο τελευταίο κομμάτι της εργασίας, παρουσιάζεται η βιολογική μονάδα επεξεργασίας, κατά την διάρκεια της επεξεργασίας αποβλήτων με την μέθοδο PAC και συγκρίνεται με την μετέπειτα μετάβαση της μονάδας στην χρήση αντιδραστηρίων Fenton ως μεθόδου προ επεξεργασίας.Συνοπτικά αναφέρονται παρακάτω τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την παρούσα διδακτορική διατριβή.•Τα απόβλητα της συγκεκριμένης βιομηχανίας καλλυντικών παρουσιάζουν κάποια ομοιογένεια σε παραμέτρους όπως COD, TSS, TOC, λιπών και ελαίων.•Η χρήση αντιδραστηρίων Fenton ελαττώνει σημαντικά την συγκέντρωση του ολικού οργανικού άνθρακα στο απόβλητο και βρέθηκαν τα σημεία που επιτυγχάνεται μεγαλύτερη απόδοση.•Αναπτύχθηκε μια εξίσωση με την βοήθεια του IBM SPSS Statistics που υπολογίζει με ικανοποιητική ακρίβεια την ελάττωση του TOC, σε σχέση με την συγκέντρωση υπεροξειδίου και θειικού σιδήρου.•Εξετάστηκε η προοπτική χρήσης αναερόβιας επεξεργασίας και βρέθηκαν οι βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας ως προς την παραγωγή μεθανίου σε σχέση με τον βαθμό χημικής προ επεξεργασίας.