Characterization and Optimization of Olive Mill Wastewater Treatment by Coagulation Using Experimental Design Approach
| dc.contributor.author | Sujood Faisal Khaleel Abusabha | |
| dc.contributor.author | سجود فيصل خليل ابوصبحة | |
| dc.date.accessioned | 2022-10-23T09:09:39Z | |
| dc.date.available | 2022-10-23T09:09:39Z | |
| dc.date.issued | 2022-01-08 | |
| dc.description.abstract | Olive Mill Wastewater (OMWW) are considered major environmental pollutants in the Mediterranean Basin, where for each produced liter of olive oil, about 4 liters of OMWW is produced. In the West Bank, the effluents are drained in the open environment. OMMW contains macro and micronutrients that could be useful for plants in case a reduction of phenols contents takes place. The objective of this study is to propose a pre-treatment system using the coagulation technique, and select the best operating conditions by applying Design of Experiment software for optimum pollutants reduction. The proposed treatment aim to reduce pollutants of OMWW effluent including organic matter in term of COD, total suspended solids TSS, and phenolic compounds. The principal operating parameters that have effects on coagulation process are pH, coagulant dose, and coagulant type. Two coagulant types’ Aluminum sulfate (AlSO4) and Ferric Chloride (FeCl3) were used. The coagulant concentration ranges between 0.5 and 2 mg/L, and the pH values range between three and eight. The number of samples and the level of each operating parameter were chosen based on experimental design methodology using Design Expert 13.0 software. For this, a 23 factorial design was used where the number of experiments proposed by the program was 18. Afterward, factorial regression analyses were used to analyze the results and chose the optimum combination of factors for treatment. The efficiency of the treatment process was calculated based on the reduction percent in each pollutant concentration. The results indicate that the coagulation process can be used effectively for removing those three pollutants. The TSS, COD, and Total Phenols for the raw OMWW are 42, 60, and 6,7 g/L respectively. By using, the two coagulates salts, a reduction in TSS range between 90 and 96%, for COD between 53 and 73%, and for Total Phenols between 11 and 37%, in the other hand electrical conductivity increased from 12 mS/cm to about 20 mS/cm. The statistical analysis of results was carried out using Design Expert 13.0 software following Pareto plot, graphical study of the effects, interaction diagrams, and 3D graphs. In addition to estimating the coefficients corresponding to the polynomial model for each response (b 0,1,2,3...bk). Moreover, Design Expert was used for analysis of variance (ANOVA), and the validity of models was checked by the correlation coefficient R2 and adjusted-R2, in Addition to F-value. For TSS removal both coagulants have approximately the same efficiency 93.5 % and 93.7% average efficiency for AS and FC respectively. Aluminum sulfate best operational conditions were at pH 4.5 and 0.5g/l gave 96.4% efficiency. Ferric Chloride best operational conditions gave 96.9% were at pH 3 and 0.5 g/l. The process leads to a great reduction in the solution turbidity. The original OMWW sample turbidity was measured at around 25,000± 305 NTU while the average turbidity in samples treated with AS was around 3300 and with FC was 4600 NTU. For COD average removal efficiency was 63% and 58% for AS and FC respectively. For AS best operational conditions were at pH 4.5 and 2g/l concentration where the process had around 73% efficiency. FC best operational conditions were around pH 4.5 and 0.5 g/l concentrations where the process had around 60.9% efficiency. Total Phenols reduction was 30% using AS and 14% using FC. Best conditions for, AS was pH4.5 at 2.0g/l conc. Giving 37.6% efficiency. And for FC at pH8 and 0.5 conc. Giving 24.1% efficiency. تعتبر المياه العادمة الناتجة عن معاصر الزيتون او كما تسمى (الزبار( من المشكلات الحقيقية التي تواجه مدن حوض البحر الأبيض المتوسط والذي يعد الأكثر شهرة في إنتاج زيت الزيتون . حيث يتم إنتاج حوالي 4 لترات من الزبار مقابل كل لتر من زيت الزيتون. في فلسطين والضفة الغربية غالبا ما يتم تصريف هذه المياه العادمة في شبكة المياه العادمة أو في البيئة المحيطة بدون اي معالجة. يحتوي الزبارعلى العديد من العناصر المغذية من المغذيات الصغرى والكبرى والتي يمكن أن تكون مفيدة للنباتات في حالة تقليل تركيز البوليفينولات الضارة للنبات والبيئة قبل الاستخدام في للري. الهدف من هذه الدراسة هو اقتراح نظام معالجة أولي لهذا الزبار باستخدام تقنية التخثر، واختيار ظروف المعالجة المثالية من خلال استخدام برنامج تصميم التجارب (Design Expert) للحصول على أقصى معالجة وتقليل تركيز الملوثات. تهدف المعالجة المقترحة إلى تقليل ملوثات الزبار بما في ذلك المواد العضوية, إجمالي المواد الصلبة العالقة ، والمركبات الفينولية. العوامل الأساسية التي تؤثر على عملية التخثر هي الرقم الهيدروجيني وجرعة المخثر ونوعه. في هذه الدراسة سيتم استخدام نوعين من مواد التخثر كبريتات الألومنيوم (AlSO4) وكلوريد الحديديك (FeCl3) ، ويتراوح تركيز مادة التخثر بين 0.5 و2 غم/لتر . تم اختيار عدد العينات ومستوى كل عامل من العوامل المؤثرة على عملية التخثير على أساس منهجية تصميم التجارب باستخدام برنامج Design Expert 13.0 حيث كان عدد التجارب المقترحة من قبل البرنامج 18. بعد ذلك تم استخدام تحليلات معامل الانحدار لتحليل النتائج واختيار القيم الأمثل لكل عامل . تم حساب كفاءة عملية المعالجة على أساس انخفاض النسبة المئوية في تركيز كل ملوث وتشير النتائج إلى أن عملية التخثر يمكن استخدامها بفعالية لإزالة هذه الملوثات الثلاثة: إجمالي المواد الصلبة العالقة و المواد العضوية والمركبات الفينولية حيث كانت قيمتها في الزبار غير المعالج كالاتي 42، 60 و 6,7 غرام/لتر على التوالي، باستخدام الملحين المخثرين كان هناك انخفاض واضح في تراكيز الملوثات حيث تراوحت تراكيز إجمالي المواد الصلبة العالقة بين 90 و 96٪، و المواد العضوية بين 53 و 73٪، وبالنسبة للفينولات بين 11 و 37٪، في ناحية أخرى زادت الموصلية الكهربائية من 12 mS/cm إلى حوالي 20 mS/cm. تم إجراء التحليل الإحصائي للنتائج باستخدام برنامج Design Expert13.0 باستخدام الرسوم البيانية التي تبين تأثير كل عامل على عملية المعالجة والتفاعلات بين هذه المعاملات بالإضافة إلى الرسوم ثلاثية الابعاد التي توضح التغير في النتائج كل ما تنقلنا عبر القيم المختلفة للمتغيرات . وعلاوة على ذلك، تم استخدام برنامج التصميم لتحليل التباين (ANOVA) وتم التحقق من صحة النماذج من قبل معامل الارتباط R2 وR2 المعدلة ، بالإضافة إلى قيمة F . في عملية ازالة المواد الصلبة العالقة كلا الملحين كان لهما أثر متقارب بكفاءة تصل الى 93.5٪ و93.7٪ لكبريتات الألومنيوم (AlSO4) وكلوريد الحديديك (FeCl3) على التوالي. حيث كانت أفضل الظروف التشغيلية لكبريتات الألومنيوم في pH 4.5 وتركيز 0.5 غم/لتر بكفاءة وصلت إلى 96.4٪. أما عن أفضل الظروف التشغيلية لكلوريد الحديديك أعطت نتائج 96.9٪ وكانت في pH 3 وتركيز 0.5 غم / لتر. كما ادت العملية الى انخفاض كبير في العكورة حيث كانت حوالي 25،000± 305 NTU في الزبار الخام في حين أن متوسط العكورة في العينات المعالجة مع كبريتات الألومنيوم كان حوالي 3270 ومع كلوريد الحديديك كان NTU 4600 . بالنسبة لمتوسط كفاءة إزالة المواد العضوية كان 63٪ و 58٪ ل AS و FC على التوالي. بالنسبة لأفضل الظروف التشغيلية AS كانت في pH 4.5 وتركيز 2 غم / لتر كانت كفاءة العملية حوالي 73٪. وكانت أفضل ظروف تشغيلية FC حول pH 4.5 و تركيز 0.5 غم / لتر كانت العملية ذات كفاءة حوالي 60.9٪. بالنسبة إلى إجمالي الفينولات كان الانخفاض بمقدار 30٪ باستخدام AS و 14٪ باستخدام FC . وكانت أفضل الظروف AS حول pH4.5 وتركيز 2.0 غم / لتر. وأعطت كفاءة 37.6٪. وبالنسبة ل FC حول pH8 وتركيز0.5 غم / لتر pH 8 بكفاءة 24.1٪. | |
| dc.identifier.uri | https://dspace.alquds.edu/handle/20.500.12213/6742 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Al-Quds University | |
| dc.title | Characterization and Optimization of Olive Mill Wastewater Treatment by Coagulation Using Experimental Design Approach | |
| dc.title.alternative | تحديد خصائص الزبار واختيار افضل الظروف لمعالجته بتقنية التخثير باستخدام التصميم الاحصائي | |
| dc.type | Thesis |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- النسخة النهائية لرسالة الطالبة سجود ابو صبحة - الدراسات البيئية.pdf
- Size:
- 2.66 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
License bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- license.txt
- Size:
- 1.61 KB
- Format:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Description: