Treatment of evaporative water from brewer’s yeast concentration by Fenton and Fenton-like processes

Evaporative water from yeast slurry concentration is acidic, low mineralized and contains large amounts of dissolved organic contaminants. The treatment of evaporative water from yeast slurry concentration by Fenton (Fe(II)/H₂O₂) and Fenton-like (Fe(III)/H₂O₂) reactions has been studied. The processes in terms of system variables have been compared: catalyst and oxidant doses, initial pH, temperature of reaction, and the reaction kinetic. For determination of mineralization efficiency the total organic carbon (TOC) in water before and after reactions was measured. The Fenton reaction was more efficient for mineralization of organic compounds: the highest efficiency of TOC removal was 45–50%, while for the Fenton-like it was 20–30%. The pH adjustment of evaporative water in the range of 2–5 did not change the efficiency of treatment. Temperature of 30°C was the most favorable for both reactions. The Lumped Kinetic Model fitted very well the experimental results. The reaction rate analysis indicated that the rate of direct mineralization of organic compounds is similar to the rate of its oxidation to organic intermediates, its selectivity factor was more favorable to the Fenton reaction. The strong correlation between chemical oxygen demand (COD) and TOC in evaporative water after the Fenton and Fenton-like reactions has been determined, providing a simple tool for calculating COD on the basis of values of TOC measurement.

Woda wyparna z zatężania gęstwy drożdżowej jest kwaśna, nisko zmineralizowana i zawiera dużą ilość rozpuszczonych związków organicznych. W pracy badano oczyszczanie wody wyparnej w reakcji Fentona (Fe(II)/H₂O₂) i pokrewnej (Fe(III)/H₂O₂). Porównywano procesy przy następujących zmiennych: dawki katalizatorów i utleniacza, pH początkowe, temperatura i kinetyka reakcji. Efektywność oceniano poprzez pomiar ogólnego węgla organicznego przed i po reakcji. Związki organiczne były bardziej skutecznie mineralizowane w reakcji Fentona: najwyższa efektywność usuwania OWO wynosiła 45–50%, a w reakcji pokrewnej jedynie 20–30%. Korekta odczynu wody wyparnej w zakresie 2–5 pH nie wpłynęła na efektywność oczyszczania. Temperatura 30°C była najbardziej korzystna dla obydwu reakcji. Model kinetyczny o parametrach skupionych bardzo dobrze opisywał wyniki badań eksperymentalnych. Analiza szybkości reakcji wykazała, że jest ona zbliżona w przypadku mineralizacji organicznych składników oraz utleniania do produktów pośrednich, a współczynnik selektywności reakcji był korzystniejszy dla procesu Fentona. Określono silną korelację pomiędzy parametrami ChZT i OWO w wodzie po reakcji Fentona i pokrewnej, co może być przydatnym do obliczania ChZT na podstawie pomiaru OWO.