SavedAdd your journal

Journals / Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi / 2019 / Cilt: 34 Sayı: 1

Process Optimization of Cosmetic Industry Wastewater Treatment By Electro-Fenton Using Response Surface Methodology

Kozmetik Sanayi Atıksularının Elektro-Fenton Yöntemi ile Arıtımında Cevap Yüzey Metodu Kullanılarak Proses Optimizasyonu

Senem YAZICI GÜVENÇ
Gamze VARANK
Pages
57–66
Publication Date
2019-03-31
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Results of the study showed that RSM is a powerful tool for optimizing the operational conditions of electro-Fenton for COD removal from cosmetic industry wastewater.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this study, response surface methodology (RSM) approach using Central Composite Design (CCD) was applied to develop mathematical model and optimize process parameters for COD removal from cosmetic industry wastewater by electro-Fenton process.
📊
Key Findings & Data:Evaluation of the effects and interactions of process variables; pH, current, reaction time and H2O2/COD ratio were studied.
💡
Conclusion & Impact:Results of the study showed that RSM is a powerful tool for optimizing the operational conditions of electro-Fenton for COD removal from cosmetic industry wastewater.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Kozmetik sanayi atıksuyu · Elektro-Fenton · Cevap yüzey metodu

Abstract

In this study, response surface methodology (RSM) approach using Central Composite Design (CCD) was applied to develop mathematical model and optimize process parameters for COD removal from cosmetic industry wastewater by electro-Fenton process. Evaluation of the effects and interactions of process variables; pH, current, reaction time and H2O2/COD ratio were studied. Analysis of variance (ANOVA) showed the relative significance of process parameters in removal process. The second-order regression model was developed to predict the removal efficiencies using Statgraphics Centurion XVI.I software programme. The obtained optimum values via model for pH: 4, current: 4 A, reaction time: 27.6 min, H2O2/COD: 2 were determined. Under optimal values of process parameters 86% COD removal efficiency was obtained. The operational cost including both electricity and the electrode consumption at optimum conditions were determined to be 6.18 €/m3. Results of the study showed that RSM is a powerful tool for optimizing the operational conditions of electro-Fenton for COD removal from cosmetic industry wastewater.

Özet

Bu çalışmada, elektro-Fenton prosesi ile kozmetik sanayi atıksularından KOİ gideriminde proses parametrelerinin optimizasyonu ve matematiksel model oluşturulması için cevap yüzey metodlarından biri olan merkezi kompozit dizayn metodu uygulanmıştır. Proses değişkenleri olan pH, akım, reaksiyon süresi ve H2O2/KOİ oranının KOİ giderim verimleri üzerine etkileri değerlendirilmiştir. Giderim veriminin tahmin edilmesi için ikinci dereceden regresyon modelleri, Statgraphics Centurion XVI.I yazılım programı kullanılarak geliştirilmiştir. Optimum şartların belirlenmesi için varyans analizi (ANOVA) uygulanmış ve cevap yüzey grafikleri çizilmiştir. Model yardımıyla optimum şartlar; pH 4, akım 4 A, reaksiyon süresi 27,6 dakika ve H2O2/KOİ oranı 2 olarak belirlenmiş ve optimum şartlar altında KOİ giderim verimi %86 olarak belirlenmiştir. Optimum şartlarda elektrik ve elektrot sarfiyatını içeren işletme maliyeti 6,18 €/m3 olarak belirlenmiştir. Çalışma sonuçları, cevap yüzey yönteminin, kozmetik sanayi atıksuyuna uygulanan elektro-Fenton prosesinin işletme şartlarının optimizasyonu için etkili bir yöntem olduğunu göstermektedir.

🔖

Cite This Article

GÜVENÇ, S. Y., VARANK, G. (2019). Process Optimization of Cosmetic Industry Wastewater Treatment By Electro-Fenton Using Response Surface Methodology. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi, Cilt: 34 Sayı: 1, 57–66. https://ajindex.com/articles/895278

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. Bautista, P., Mohedano, A.F., Gilarranz, M.A., Casas, J.A., Rodriguez, J.J., 2007. Application of Fenton Oxidation to Cosmetic Wastewaters Treatment. Journal of Hazardous Materials, 143(1-2), 128-134
  2. Loraine, G.A., Pettigrove M.E., 2006. Seasonal Variations in Concentrations of Pharmaceuticals and Personal Care Products in Drinking Water and Reclaimed Wastewater in Southern California. Environ. Sci. Technol, 40, 5811-5816
  3. Aloui, F., Kchaou, S., Sayadi, S., 2009. Physicochemical Treatments of Anionic Surfactants Wastewater: Effect on Aerobic Biodegradability, J. Hazard. Mater., 164, 353–359
  4. Marcinowski, P.P., Bogacki, J.P., Naumczyk, J.H., 2014. Cosmetic Wastewater Treatment Using the Fenton, Photo-Fenton and H2O2/UV Processes. J. Environ. Sci. Heal A Part A, 49, 1531–1541
  5. Guvenc, S.Y., 2017. The Optimization and Modeling of PCP Wastewater Using Response Surface Methodology by Electrocoagulation Process. Desalination and Water Treatment, 63, 34–42
  6. Deliktaş, E., 2011. Kağıt Endüstrisi Atıksularının Elektro-Fenton Prosesi ile Arıtılması, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya
  7. APHA, 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, APHA, 21. Edition, Washington DC, USA
  8. Ölmez, T., 2009. The Optimization of Cr(VI) Reduction and Removal by Electrocoagulation Using Response Surface Methodology, J.Hazard. Mater., 162, 1371-1378
  9. Oba, Ş., 2012. Ekstraksiyon Koşulları Optimize Edilmiş Bazı Baharat Ekstratlarının Köftenin Depolama Stabilitesi Üzerine Etkilerinin Cevap Yüzey Metodu Kullanılarak Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri
  10. Kasap, T., 2017. Kağıt Endüstrisi Atıksularının Peroksit İlaveli Elektrokoagülasyon Yöntemi İle Arıtımında Cevap Yüzey Yöntemi Kullanılarak Proses Optimizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimi Enstitüsü, İstanbul
  11. Lucking, F., Koser, H., Jank, M., Ritter, A., 1998. Iron Powder, Graphite and Activated Carbon as Catalysts Fort the Oxidation of 4chlorophenol with Hydrogen Peroxide in Aqueous Solution, Water Research, 32, 2607-2614
  12. Varank, G., Guvenc, S.Y., Demir, A., 2018. A Comparative Study of Electrocoagulation and Electro-Fenton for Food Industry Wastewater Treatment: Multiple Response Optimization and Cost Analysis. Separation Science and Technology, 53(17), 2727-2740 https://doi. org/10.1080/01496395.2018.1470643 (Baskıda)
  13. Kumar, M., Ponselvan, F.I.A., Malviya,