Download - Removal of organic contaminants in paper pulp effluents by AOPs: an economic study

Transcript
Page 1: Removal of organic contaminants in paper pulp effluents by AOPs: an economic study

��� ��� �� �������� ��������� ��� ������������ � ���� ������� ���������� 88@3"343#" +�����@ "<<",$*9@ �<��<<";A����7�<

Removal of organic contaminants in paper pulpeffluents by AOPs: an economic studyMontserrat Perez,1� Francesc Torrades,1 Xavier Domenech2 and Jose Peral21Departament d’Enginyeria Quımica, ETSEI de Terrassa, Universitat Politecnica de Catalunya, c/Colom 11, 08222-Terrassa, Barcelona,Spain2Departament de Quımica, Edifici Cn, Universitat Autonoma de Barcelona, 08193-Bellaterra, Cerdanyola, Spain

(Rec

� Coc/CoCont

� "

��������� � �� �������� �� �� �� ���� ������� �� � ������� ����� ���� ������� ��� ������� ���

���� �������� ��������� ��������� ������� � ����� ��� ������� �� �� ������ ������ �� �� ���!

�� ����������� �� ����! ��� ����� �� � ��� �� ������ �� ���� ��� �� ������ ����� "����� #$

%�������� �#$�! ��& ��������'%������������ ���&(#$�! )�����! )�����'��*�! ��� %���')�����

��������� �)��++�(,&�(#$�! #$'�������� �-������� ��.(#$� ��� �������� �� )�&� ���(�� ,&�& �� ��

��&(#$ ��� �� �.(#$ �������! ���� ���� ��� �� �� �������� �� � ������������ ��������� �������

�������� � ������� ��� ���������-�� �� �� ������ %��������� �/! /�" ��� �����! ��� �����-��

��� ���������� ��� ��������� ��� � ���%����� ���� 0/123� � ����� �� �� ������� %�� ���� ��

�/ ��������� ���� ���%����� )�����! )�����'��*� ��� %���')����� ��������� ������� ������

������ �� �/ �� �������� ��� %������������ ��� ��� ����� ����4� ��� %������������ �����������

�-������� �� �� ��������� ��� ����� ��%������ %������� � ��� �� #$� �� �! ������! ��������� ��

������������� �� �-������� ��� � �� �� ���� �������� ��&56� �� �� �%��������� ������ &77& 3������ �� /������ +�������

��������� ��������� ������� � ������ ��������� ������� ������������� ��������� ������ �������

1 INTRODUCTION�� ��� � ��� ������� ��������� ����� �������� �

������������ ����� ���� ������� � ������ ������

� ������������� � ������ �������� � ���������

��������� ������ ��� ���������� ����������

���� � ��� � ���� �� ������� �� ���!�������

���������� ��������� ����������"�# $�� �� ���

��%���� ������������� ��� ���������� ���������&

���� ��������� ��� � ������ ����� �� �� ��!���'

�����

(����� �������� � ������ ����� ��������� �� ���

�� �� ��!�������� � )�!����� *%����� ���������

+)*��,� ���� ��������� �!��!� �� ��������� ���

��� � �� ��� �%���!� *- ������ +"�./ !� 0-1

+0����� -������� 1��������,,� � ����� �� �%���

������ ��� ������ ���������� ������� � ��������� ���

� ������� �� ���� ����� 2���� )*�� ������

������������ ������������ �%������34. ���������

�� ����� +� ��� ������� �� -"*"� 5/)� �� ���

��� �!�� �� ������������ ������������

���������,�64�" ��������#4�3 ������'�2���7 ���

����'������ ����������84""

�� � ��������� ������ ������ ��� �� ���'

������� � ������ �������� ��� ������ ��������

����� ��� )*���# 1��� ��������� � *# �� ��

��������� � ������ �� ��� ��� ��� �������

������ � ��� ���� ������ ����� ���� ��� �� �����

����� � ���� ��������� ��� ������� ��

eived 2 July 2001; revised version received 17 December 2001; acce

rrespondence to: Montserrat Perez, Departament d’Enginyeria Qulom 11, 08222-Terrassa, Barcelona, Spainract/grant sponsor: Spanish Ministry of Science and Technology

<<" >����� � :����� 9�������� � ���� ������� ���������� <"

�� ������� � �� ������� ��� �� ����� ��

� ����� )*�� ����� ��� � !����� ���������� ��

�� ��������� � ������� ��� � ��� � ������ �

����� �� ������ �� ������ � ������ �����������

������� � �� �������� ���������� �� �� �����

����� 9� �� ����� �� � ����� ����� ��� ��

��������� ����� +:�";:�*"� "<= � :�*" ������'

���, � �� ���!������� ������� �������� ������

�� ��� � ���� ��� 6<= ��������� ������ ��� �<=

��������� ���� ��� ����� �� �!��������� *��

����� ��� ���� �� ��������� � ��� ��������� � ��

� ����� � ������� �� ������ �� ��!���������

����������"#

2 PRINCIPLES OF THE AOP METHODSEMPLOYED2.1 Photocatalysis������������ � ����� �� �� ��������� � ��������'

��� ���� +��� +�,, �� ��������� �� ��� � ����

��� ������ +��#.<�� �� �*", � � ������������

������ �������� � �� ������� ������

�*" � ��� ��! � ���� ������� ����� ������� ������ �� �� ��� ��� � ��

�������� ��� ����� �� �������� ������ � �������

����% ��������� �� ��� �������� � �� ������� ���

pted 22 December 2001�

ımica, ETSEI de Terrassa, Universitat Politecnica de Catalunya,

7.4"383;"<<";?#<�<< 3"3

Page 2: Removal of organic contaminants in paper pulp effluents by AOPs: an economic study

� ��� �� �� ��

��������� � ���� +",4+&,@

��! �-"*��� � *-� �-� �"���! �*-�

��� � *-� �#����� �*" � *��

" �&�$����� ������������ �!�� ���� ���� �� ��

�������� �� �� ���������� � � ��� !����� �

���������� �� ������� � ���� � ���� �� �����

����� � ������� ��� �!��!�� ���������� � � �����

������ � �������3�"& B��� ���2��� ��� �� ������

�� ������� �� ����� �������� �� � ����� ������

����� ��� �� - * � * � �� +99,� ��� �� +999,�"3�"7

" " #

2.2 Ozonation�� ��������� � ����� � ���������� ��������� � �

����'2���� ������� ��� ������� ����64�" ��

������� � ������ ������ �%����� �� *# ��

���� ���� ���� ������ �� -����C ��� �����������"84"6

*���� ����� ����� �� �� ������ ���� ������� � ��

���������� � ��� � ����� ����@ +�, ����� �������

�� �� *# ��������� +�, ������ ������� �� *-

������� �������� � ��� *# ����������� �� �����'

������ � �� *# �������� ��� �� ���!�� �

� ����� ����@ �� ���� �-� ����� 5/ ���������

��� �� �� ��� � ����!�� ��� �� ��+99,� ����

�� ���� � *- �������� ���������� �� -����C �� ���

� <�73 ��������� � *-� �� �!��� �������� � �����

����������� >��� �� �%���!� ����� � �� *-

������ +"�./ !� 0-1, � ��� ��� �� �%���!�

����� � ����� +"�<./ !� 0-1,� *# � � ���� � ����

�%���� ��� �� �%��������� �������� �!�� ��

���������� �� *-�� �� ������� � *# �����'

������ � �� �������� � 5/ ��� �� ���� ������

�� ������ �� ��� #<

2.3 Fenton and photo-Fenton reactions�� ������ ������� � � ��������� � ��"� ���

-"*" �� ��������� � -*�� ��� � � ����'2����

������� � ������ ������ ���������� ��� ��

�%�������� �� �������� ����� � �� ������ �

�������� ���������� � ������ �������#4�3 �� ���'

������ �������� ������� �� -*� ������� �@

��"� �-"*" � ��#� �*-� �*-�

� � 87�3 ��#���������3�

9 -"*" � � �%����� � ��� ����� �� ��+999, ������ ��

���������� ��+99, +������'�2� �������,@

��#� �-"*" � ��"� �-*�" �-� �7�

��#� �-*�" � ��"� �*" �-� �8�

�!�� ��� �� � �������� ������� �� -"*" ����������

��� -*� �������� �� �������� � 5/'/� ��� ���

������ �� ����!��� � ��"� ����� �� ����'

������ �������@

��+*-,"� � ��� ��"� �-*� �.�

3"7

D�� ��� ���� �!�� ������ ������ ���������� ��

��!�� ����� �������� ��������� � �� ������%��

����� ������� ��#� ��� ������ ����������� +����

�������� �����%��� ����,� 0�!��������� ������ ���2�

�!� ���� ��� �� ������ ���������� �� ������

������ �����2 � �� ������ ������� ��� �� ���

��������� � �� ����'������ ������� � � �

!������ ��� ����������.��6

3 EXPERIMENTAL�� � ������ ���� � �� ����� ���� �� �������

�� ��� � �� ��������� ���� � �� �������

�������� +$"<:.<,+1+*,,$�$" ������ �� ��� � �����

���� � ��������� ������ +6<=, ��� ��������� ���� +�<=,� �� ��� ������� �� � ����'����

>���� ����� ���� �������� 9� ����� �� ������ ��

��!�� � ������ ������������ �������� � ��

����������� �� :�+*-," +�-E�"� �, ��� ������

���� ) ��� �������� �� � ����� ��� ������ �� �&°:�� ��� ��� �� �� �� #< �����

�� ������������ ���� ��� ������ ��%��

+$������ �� "3,� 9� ��� ������������ ������� +.<=

������� ��� "<= �����,� �� ���� �� F'��� � ���'

���� �� G1� ��� ��� ���� � �*"� ��������� ���

������� ��������� +)������� "�<< 1 B������'

���,� ��� 38�6�";���� �� �!����� ������� ����

�������� �� ������� �������� ���������� ���

#<���

�� ���� � �� ������� ���� ����� �� ������ �

������� ������ )�������� ����� ������� ����%�� ���

����������� ������ ��� ��� ���� �������� ���

)���� ��� �������� �������!���� ��� ���� ���� ��

����!��� >������� ���� �������� �� �������

����� ������� ��� � B������ B��'H �������

1%�������� ���� ��������� � � ����������

��������� ����% ���� � �#<��# �������� �� �������

�%���� ���� �� ����� �������� � �<<��# �

������ � ����� ��� �� ������ ������ � ���������

��� ����������� ������ �� � ������� ���� 9� ��

��� �%�������� �� ����������� ��� �������� ��

"3�<�<��°:� ) 7I ���� ����2'��� ����������

���� ��� ���� �� ��� ������� �� ������� � ��

������ ��� ���� �� ������������ ��������

�������� �� ������ ����������� ��� ��#.#�<�6

������;����*���� ��� �������� �� � >����� D����'*��������

#<��8� �� �� ���� �%����� �� �������� ����� ���

�%���� �%���� ��� ��������� ������� ����� ��

������� � ����� �� ����� � � ������� � ����� ��

��������� � ������� �� ����� ������� !� �������

�������� ) ���2�� ������� � � ) ��� � �������� � <�3

��� ���� ����� )� ������� �%���� ���'���� �

##<��# ���� +��3� *# ��, ��� �������� �� ������

��������� � �� ������� �� ������ � �����

��������� ��� ����������� �� ���������

�� ����� ������ ������ +�*:, ������� � ����

��� �������� ������� ��� ��������� �� � >'

����� 3<<< �*: ��������� :���� ����������� ���

������ ��� � � ������ ���� >�.'#<< ��� 5����

� ���� ������� ���������� 88�3"343#" +�����@ "<<",

Page 3: Removal of organic contaminants in paper pulp effluents by AOPs: an economic study

Table 1. Initial characterization par-ameters of the bleaching Kraft milleffluent after hydrolysis pretreatment

��������� ����

��� ������� ���� �

��� ������� �� � �����

����� ������� �� �������

� ��� �������

������ �� � ���� ����������� �� !"�

���������������� �� �� ��!������ � &73��� ����

�<�� ��� ��� ����� ��� �� ������� �� � ��4:�

�������� �������� �������� �� �� -�3 �������� �

�� :��)�#� :����� *%���� $����� +:*$, ���

��������� �� � ����������� ���������� +1�)

<<#&<,�

��� �� ������� � ������������ ���� ���������

�����!�� � �� � ������ � -������ ���2��� +-�, 7.6<

��� ����������� ������� �� � ���������� -�

368# ���� ������!� �������� ��� ����� �� J:4B>

������� ��� ������ ��� �� ������� � ���������

����� +8<�/,� ��� �� ������� ���� �������� � ��

����!�� &< 47<<���� *����# � �� ������ ���

������ �� � >�����2� �������� +K� G�2��,

������� �� 1�) 3"3 ���������� >������ ����

������������ �� �<<��# � ������������ ���

���# ��� �A����� � �� J:�

9���� ������ ���� ������ ��� �� �� �� � ��

���� ���� ������ I9D1L +"83<<< �������, ��� 09>�

+�#<<<< �������, ��� �� � ��������� ��������

��������� � ��� ����������� ) �������� ������ -�'

3B> +3= ����� ����� ���%���, �� �� ����'

���� � #<�� "3<��� ��� <�"3�� ��� ����� ��

������ ��� ���� �� � ��� ���� � ��#��# ������� ����������� ������� ���� ����� �� J:4B>

������� ������ �� ������@ 8<°: +#��,� 3°:����

���� "8<°: +#<��,� �� ������ �A����� ���

������ ��� �� � <�7�� � �������� ��� �� "3<°:�

3.1. Cost estimation�� ��� ������� � �� ����� ��� �� ������� ��

�����!� ���� � ��������� � ������� ������� ��

!����� )*��� �� ���� � �� ���� ����;��� �������

����� $�� �� ������ � ������� ������� �� ��!����

)*�� �������� ���� �� ������� ���!������ ���

������������ ���� ����@

�� �� �������� ���� � ��� ������� ��� �������� ��

�� ����� ��� 2� �*: ����!�� � ��� # � �����'

����� ��� � ��� �� ���������� �� �� ����������

� �*: ����!�� � ��� ��� ������� ����

"� *��� ������ ��� ������ ����� +����� ������

�����, ���� ��������� � �� ��������� )�� ����

������ ����� ��� ������ �!�������� ���� �����

������� 1����� ����� � ������ ����� ��� ���'

���� ������� ���� ���� ���������� :���� � �������

���� ��2�� ��@

M ���2��� ������� ������� ������ ����� ���

)���� +-"*",� ������� +����������� ������

��� ���,�

M ��� ��# ���� ������� ����� ��� :�������

B���C����� >) +��� �%����,�

M 1����� ����� ���� ��2�� �� ��� 2I�� ���

�������� +>���,�

#� �� ����� � �������� ��������� �2� ���������'

��� ��� ������� �� ���� ������� � ���� �

�� ���������� ���� ��� ������� � �� ���� ������'

�����

� ���� ������� ���������� 88�3"343#" +�����@ "<<",

&� :���� ���� ������� �� ���'������� ���������

���� ������� ����� �!��!� ������ �������� ����

�� ������� ������� !������� �� �������� ��� �

�!������ ����������� �� �� ������� !������ ��

���� ������� !����� ��� ���� �� ��� )*���

3� 1����� ���������� �� �� ���������� ����� �

��� ��� �� �� ������� �����'����� ������ -��'

�!��� �� ����� ��� � ��� �����!� ����� �������

)*���

7� 9� �� ������������ ��������� �� �������� ����

��� ��������� ��� �� �� ��� ��� �*" ����� ��

�������� +�� ����� � �������� ������ � ����,�#"

)�� �� ��������� ������ ���� ����� �� ��� �����

����� ���������#��3 ������� �� �������� ���� ��

����� >���� �������� ��� ��� ���� � �� ������ ���

�� ����� �� �� ������ � ����� ������� ����� ���

�� �� ������� ������

4 RESULTS AND DISCUSSION4.1 Composition of effluents-� !����� � :*$ ��� �*: ���� ���� � ��

������� � ����� � ��� �������� +��� ����� �,� J:4

B> ������� � �� � ����� ������� ����������� �

�� ��������� � ���� ��� ��������� ���� ���'

������ ��� �� "�&'������������ "�&�7'�������'

������ #�7'�������������� &�3�7'���������������

����������������� ��� ��������������� )�� ��

���������� ���� ��� � � ������ � ����������

� ���� ��������� �� ���������� ���� ��� ��������

�� ���� �������.�## ) ����� ������ � ������ ��

��������� ��� ���� ��� ���� ���� �������� � ��

�������������

4.2 Photocatalytic process����� � ���� �� ��� ������ � �*: �������� ��

���� � ����� �*" �����@ �� " ��� 7� ���#� ) ��� #

� �������� �� �*: ����!�� �� �� 7� ���#

�*" ���� ��� ������ ������ �� ����!�� �������

�� �� �� ���# ����� ��� � � ���� ������ ������ ����� ��� ������� �� �� "� ���# ����� �� ����

���!�� ��� �����!�� ��� :*$ ��� ����������

:���� ���������� � ��� # � ������� ��� ������

7<= � �� ���� ������ �� �������� ��������� �����

��� ���� � ����� "� )� ��� �� ����� �� ���������

�� "� ���# � �*" � �� ������� ��� ����� ��

�%�������� ���� ���� �*" ��� ����� -���!��� �

3"8

Page 4: Removal of organic contaminants in paper pulp effluents by AOPs: an economic study

Figure 1. Percentage of TOC reduction against time in a photocatalytictreatment with several TiO2 loads. pH=3, T=25°C, UVA irradiation.

Figure 2. Percentage change in TOC, COD and color after 3hphotocatalytic or photolysis treatment.

� ��� �� �� ��

�� �� �� ��� ��� �� �*" �������� ��� �� ����!����

� ��� ��������� ��� �������� �� ���� ������� :��'

���������� �� ����� � �� ��� ���������� ���� ��

������ ������� � �������� ����� ���!����� �� ����

7� ���# � �*" ��� �� ���� ���!����� ������� �

������� � ������ ��� ������� ���� ����� �� ���

��������� ����� � �� �������� )� �� ���� ������

��� ���!�� ��� ��� ��� ��� �������� ����'

�������� �� ���� ��������� ��������� �� ���� �

�� �������� � ��� ������� � �� ���� ��������� )�

�������� ������ ��� ��������� ��� � �� ���� �

�������� ��������� � ��� �� ���������� 9� � ���� �2���

���� �� � �����'����� ������ �� ���� ����� �� �����

�� ����� �� �������� �����

4.3 Direct photolysis in presence of Fe(II)>��� �� ����������� ������� � �� ���2 ������ ���

� �� 5/) ������ ����� �������� ����� ���� ���� ��

������ ������ ����������� $���� �������� � ��

�������� � ��!���� ��+99, ������������� ��� �������

9��� ������ ��� 2���� �� ��� � !����� � ���'

�������� ������%�� �� ������ ������� ���������

�� �����%��� ��� ������ ���� ���� ��� ��������

��� ���������� ��� �� ���������� �������� ��

������ � ��"� �� �� �������� ���� ����!� ��

���� � �*: ����!�� +���� ��� ����,� -���!��� ��

��������� � �� ����� +����� ", ������� ��� ��

��� � ��"� �� ��� �!� ������ �������� ���� ��

Table 2. Comparison of energy and chemical costsof various AOPs after 3h treatment per kg TOCremoval

��������

����������� ! ������

����������� ! ������

����������� ! �"����

#$%

����������� ! ������

#$%��������� &'

#$%���������� &

#$%���������� &

#$%������� �!��

#$%������� �!���

#$%������� �!���

#$%������� �!���

#$%��������� &'

� �!�� �� � ! *�� ��* !�

3".

����!����� � �*: ����!�� �� ��� ���������� ��

�� �%��� ���� � �� ��� ����� 9� ����� �� ����� ���

������������ � ������ + �� ���� � �*" � ���

���������, ��� �������� �� �������� � ��

�������� � ��"������� " �������� �� ���������� � �������� �

� ����� ���������� ������� ������������ ���

�������� +�� ��"� �������,� �*: ��� :*$ �����'

��� ��� ������ ��� �� ������������� ��� �� ����

���2�� � ������ ������� ���������� � �����!�� ��

�� ���������� ������ ������������ ������ ������

3<= �������� � �� ��������� � ��� # � ����������

��� �������� �������� ���� ������� �������� ��

���!����� ������#& �� ��� � �����!� � � �����

������� ������� ��� ������� ����������� ��� �!�

� ����� ����� �� �� ������� �������� *� �� ����

���� ��"�'������� ������� ���� ��� �������� ���

�� �� ������% ������ ����� ������� ������ ������

��� ����

4.4 Effect of adding H2O2 on photocatalysis>�!���� ����!�� �!� ���� ���� �� ����!� �� ����

� ������������� ����� ��� -"*"� �� ��������

���� � -"*" ������ �� ������������@ �� ���

������������� -"*" ����� � ���� ��� ����� ��� ��

� ������������� � ������� �����������"7�#3 -"*"

� � ������ �������� �������� ��� *"� � ��� ���� ������

������ ����� �������� � �������� ��� ��������

� ���

� �!�� �"� �!�� ��� �!�� ���

��� �!��

� ��

�(( ��

' �(( ��

' �(( ��

��

�������� &' �((��������� )��� ��

�������� &' �((���������� )��� ��

�������� &' �((���������� )��� ��

�((���������� )��� ��

'�'��

� ���� ������� ���������� 88�3"343#" +�����@ "<<",

Page 5: Removal of organic contaminants in paper pulp effluents by AOPs: an economic study

Figure 4. Percentage TOC reduction against time in various treatments.pH=3, T=25°C, UVA irradiation.

������ �� � ���� ����������� �� !"�

�� �� ������������ �� ��� ���������� 9� ��� ����

������� �� �� ������ ���������� �� ��������� ��

�� �������� ��� ��� �����

����� # ��������� �� ������� ������� �����

��������� � ������� ���������� �� "� ���#

�*" ��� � �� �������� � -"*" �� ��!����

�������������@ <� �<� �<<� ��� 3<<��;���#� )�

��� �� ����� �� ������� � -"*" ���� ������������

����� ����� � ��� ���� ���� ���� �*: ����!�� ��

���� ���� ����!������ � �� ���� ������� �����

��������� �� �� ��� -"*" ������ �� ��������

����� ��� ������ �� ���� � �� ��� ����� +���� ���

����,� �� ��� ����!����� ���!�� �� ��

������� ����%�� ������� ������ ���������� ��

�������� ���� � �� ����������

4.5 Effect of adding Fe2� and H2O2 onphotocatalysis)����� ����!� ��������� ���� � ��!���� )*�� �

��"�� �� ��#�;��"� ������ � ����� �� ������

�%��������� ����% ������ ��� ��� ��� �� � �����

����� � ���� ����� ����� �� ���������� 9� �� ���� �

������������ ��"� ��� ���� �!� � ���� ��� � ���

���!�� ��� �� ������ ����� ���� �%�������� ����

������ ��� ���� ������������ � �� ����� ����

������� ����������� � �� �������� � ��"� ���

-"*" ��� �������2��� ����� & ���� �������

�������� � �*: ����!�� �� �������� �������

����%�� ����� 9� ��� ����� ���� ��� � ���� ��������

���� �*: ��� �������� �� ��� ������ ��

������������ ������ �� ��� ���� �������� ��� ��

�� ���������� � � ������ �������� �� ������ ��

���� -"*" ������������ �� ������� �� ���� �*:

��������� ) ��� ��� ��������� ���� ���������� ��

���� � �*: ����!�� ��������� ��� ������ ������

��������� I�� �������� �� ������ � �� & ��

���� � �� � � � ����� ��� ������������ � ��

�������� � ��"� ��� -"*" ��������� ������ )

�������� �%�������� � �� ����!����� � ��

���������� � ������'�2� ��� ����'������ ���'

������� ��� ���� �� �� ����������� � ��"� +��

����� �������,� ��� ��� � �� �������� � �� �%����

� -"*" �������� �� ������ �������� �� �%���'

������ ���� ��� �� �!����� �� ��"�'���������

Figure 3. Percentage TOC reduction against time in a photocatalytictreatment in presence of 2g/dm�3 TiO2 and several hydrogen peroxidecharges. pH=3, T=25°C, UVA irradiation.

� ���� ������� ���������� 88�3"343#" +�����@ "<<",

������������� ��� �� �����!�� �*: ��������

������ �� �� �� ������ � ������������ ��� ��

������ ������ ���2�� ��������������

I�� �������� �� ���� � �� ������� +����� ",

���� � �� ����!����� ��� �� �� ������ � ������

������� �� ������������� �� ����!����� ���

������ �� ��%��� � ��� ��� ���� �� ������

-"*" ������������� -���!��� ����� " ���� ���� ��

�%������ � ����� � ������� � ���� ������� ��

������ �������� � ����������� ������������ ���

������ �������� ��� �� ������ ������ ����� +���

����� �� ��������� � ���� �%��������,� � ����'

�������� ����� �� ��������� ����!����� �� ��

������� ���� � �� ������ ������ +���� ����� ��

������� ������'�2�� ��� ����'������ ������%

�������,�

) ��������� � ������� � ����� �*: ����!��

��� � ����� )*� ���������� +�*";5/� �*";5/;

-"*"� �*";5/;-"*";��"�� 5/;-"*";��

"�, �

���� � �� 3� ��� ����'���� ������� �� ���� �������

Figure 5. Percentage TOC reduction against time in various treatments.pH=3, T=25°C, UVA irradiation.

3"6

Page 6: Removal of organic contaminants in paper pulp effluents by AOPs: an economic study

� ��� �� �� ��

���� ������� � �� �������� � �� ������ ��������

������ �� ������ ���� ���� � ������� ����� ���

���� �� ������ ������� � �� �������� �� ������� �

�*"� 9� � ����� ��� ���� � �� ������� �����������

������ ������ � �� �������� � �� �������������

4.6 Ozone and its combination with UV, Fe2� andheterogeneous photocatalysis9� �������� ����� ��������� � ���� �� ���!� �

��!��� ��� ��� ����� � �*: ����!��� -���!��� � � �

������� ��� �!��!�� � � ��������� ������ �����

�� �� �������� ���������� � �������� ��� ��

������ �� �������� �����!� ���� � �������� � ����

��� ��� ��� ������� ��� �� ���� � �� ���������

����� �������� ����

*� �� ���� ���� �������� � ��� � ���!�@

�*: �������� � �� ������� � ������ ������ ��

�������� ������ ��� 3< �� .<= � ��� #� B���'

���� �� �� ���� ������� ���� ���������� �2�

�������������� ���!�� ������ �3= � �*:

����������� �� ��� �� ���� � �� 7 ���� ��

������������ ��������� � �������� �� ��������

� �� ���2 ��� ����� 5/) ��������� �� �������

�������� � �*: ������������ �� ��� �����!�� ��

�������� � �� ���2 ������ ���� �� ��� ������

������ ������� �� �%������ � ������������'

��������� 2������ 9� ��������� �������� � ��

�������� � �������� �������� � ������ ����!�� �

�*: ��� ������ �� ����� ���� ����� 2������

�� ������� � ��� � ����������� ������������

��� �������� �� �� ��������� ��������� � ���

�������� �� ���� �������� ������8�6 ��� �������

������� ��� �� ���� ��������� ���� ����������

�!� ���� ������ ��� �� �� ���������� � ������

������ � ����� ���� ������� � ������� ����� ��

���� � �������� ���� ��������� ��������� �� ����

) �������� �%�������� � �� ������� � ����

�������� ��� ������������� ������� ��������

��� ������������ �!��!�� �� ������� � ��

������ ������ ���� +*#��, ��� �� �� ���������

���� �������� ���!����� ����� � * � �� �������

#

Figure 6. Percentage TOC reduction against time in various treatments.pH=3, T=25°C.

3#<

�������� � �������� �� ���� ��������@6��<

*# � ����*" ����� ����� � *��# �6�

*��# �-� � -*�

# ��<�-*�

# � *" �*-� ����

�� ��� � ��������� *-�� ��� � ���!� �� ���

�-� �� ����� �� �%��������� �������� ������� �

�� ������ 0�!��������� �� �%�������� �� ����'

������� ��������� � *# ��� ������������ +����

��� ����,� �� ��� ��� ��� ��������� ����!�����

� �*: ����!�� �������� �� �� �������� �����

���������

*� �� ���� ���� ��������� � �� �������� �

���� ��������� ���������� ������� �� �������� �

�� ������� �� �������� � ������������ ����

����� :*$ �������� +������ .<= � ��� �����'

�����,� ��� ���� � ������� � ����� +�� �������

������� � ���� � ����,� �������� ��� �� �� ����

������ �� �*" �� ����������

9� � 2���� ��� ����� ������ !��� � ������ ��

������� ����������#7 �� �������� ��� �� �����'

��� ������������ � �� ���2 ����� �� � ���!�����

��� �� ����� ������ ����������� ���!�� �����'

������ � ����� ������ ������� ��� �������� ��

������������ ���������� ����� 7 ���� ��� �����'

��� � �� ���2 ��!� ����� ����� � �*: ����!�� ���

������������ ������ ��� ��� �������� ��� ����'

������ +� ��� �, ��� ������������ ��������� ��

����!����� � �� ������� ���� ��� �����!��� I��

�� ����� � ���������� ��� ��!����� +� � ����'

�������� ������� �� �������� � �� ������� � 5/)

���, � ������� ���� ��� �� �������� � �������

���� ������� �������� +� �� ���2 �� ����� 5/)

��������, �� ��� ����� ������������ ��������'

�����

�� � ���� � �� ����!����� � �*: ����!��

��� ������� �������� ��� ������������ �� ��

�����!� ��������� ����� � ���� ��������� ����

���������� ��� ���� ��������� � �� 8� *������� �

Figure 7. Comparison of TOC decay and estimated costs per kg TOCremoved for various AOPs after 3h treatment.

� ���� ������� ���������� 88�3"343#" +�����@ "<<",

Page 7: Removal of organic contaminants in paper pulp effluents by AOPs: an economic study

������ �� � ���� ����������� �� !"�

�� ���2 � ������� �� ���� �%����!� ����������

*������� ����� 5/) �������� �������� �*:

����!�� �� "<= ��� ��������� �� �������� �����!�

���� �� #<=� 5/) �������� � ����� ���� ���� ������

���� ���� � ���� �%����!�� ��� �� ����� ��������

�� "3&��� ��� � ��� �� ���� �� ���� ����� ����

������� � ������� � ���'������������ 5/) ������

+� ���� �������� ������� ��� �� 5/) ������ �

����� ��� �� �� ���� ��� ��� �� ��� ����� �

�������� ���� ������ ��� �� 5/) ���� ���� �

���� �%��������,� �� �������� ��� � ����� ���

����� ������� � ����� ���� ���������

* �� ���������� ��������� ������������ ���!�� ��

�� ������� �� �� .3= ���� �������� ��������

�� ��������� ��� �� ���!��� � ����� �*:

����!�� �� � �� �������� �������� �� ��

�������� ������������ � �� ��������

�� ��������� � �������� ��� �������������

���!��� � ��������� ���� �������� �� � �������

� ���� �<= � �*: ����!�� �������� �� �����'

��� � �� ���2� �� ��������� � � �������� �

�� ���2 ������� �� " � ������������ ���������

�!�� � ���� �������� � 3<= � ��������� �� #

����� ��������� ����� ��� ���������

5 CONCLUSIONS��������� � ����� ���� ������� � ������ ��

��!���� )*�� �� ���� ������ ���� �!�� �������� ��

�������� ������������ ��� �� ������� ����� ���

�����!� ��������� ����� �*" ������������ ���!�� ��

�� �� ������� ������ ������ �� ���� � �*:

����!�� ��� �� ������� ��2�� �� �������

���������� $���� ��������� �!�� � �� �������� �

��"�� ��� ���� ���� � ���!� ��� ������������� ���

� ������� � ���������� ����� ����� �� ���������

������� � ������� � ������� �������� ���

����������� ������� �� ��� ��������� �� ���'

��� � -"*" �� �� ������������ ������� ��������

���� ����!������ � �*: �������� ��� ���� ���

���������� �� ���� ��������

0� �!����� � ��"�'��������� ������������ ���� ���� ��� �� �*: �������� �������� � �� �������

�������� �*"� ��"� ��� -"*" ������ �� �� ��

����������� � ������������ ��� ������ �������

���2�� ��������������

*���� ��������� ��!� ����� �*: ����!��� ����'

����� ����� 5/) ��� ��������� �� ��� � ���

����� �������� �������� � ��������� �������� �

��������� ������ *������� ������������ ������� �� �

������������ ���� ������ ����� ����� � �*:

�������� �� ��� � �� ��������� ��������� ���'

������ ��� �� � 3<= ���� �������� �������� ��

�� �������� ����� �� #�

�� ���� ���� � )*� �� ����� ���� �������

� ����� �� �� ������� �� ���� � ���� �������� �

����� � ������� ����� ��� ������� ��� �� ����

�%����!�� �� �� ��� ���� � ������ ����������

� ���� ������� ���������� 88�3"343#" +�����@ "<<",

ACKNOWLEDGEMENT�� ������ ���� �� ���2 �� >���� B����� �

>����� ��� ��������� �� �������� ����� ��

������� ���2�

REFERENCES� /�N�����N *� $������� ��� � ������ 2�� � ������ ������� ���

��� ���������� �� ������ �������� ������� � � �������

�� ��� #��� �������� ����� ���� �� �������� $ ��� ����� B��'

������� )������� +�66�,�

" >��2� () ��� G����� :I� ������������ ��� ����� ���

��������� � ����� ��� ��� � ��������� � ������� �� $ ���

%���&��� '����&�� � �� ������� �� �(� ������ %��� )� ��� ��

�������� *��(��� ������� ���� 1� �� *��� $� ��� )�'12��

-� 1���!�� >����� ��������� ������� �� "834"6< +�66#,�

# G���� ( ��� �������� -� �� ����'������ *%�����M�

���� ��� � ���� ���������� ��������� ������ � ����

#��� ��� &.@#&�4#3& +�668,�

& 1��� �� ��� (��!� $I� :�������� ������ ������ � �������

������ ���� ���������� ���� 7@ :�������� ��������� �

� ������� ����� � 8.@�864�.# +�66<,�

3 -� ���� B(� B���� >�� :� I ��� G������� $I�

1�!��������� ���������� � ������������ �������������

���� �� 95@76467 +�663,�

7 G��2� $B� ������� ��!��@ G�������� � ���2 �� ��

������������ ����!�� � �������� ��������� ��� �����

��� ��� 5����� ������ #� �� K������� �666� 0������ ���'

���� 9� ������� >��!��� 5> 0������ (�������� 1�����

D��������� +�666,�

8 �������� �� ����� K� ��C��� B� $���O��� F� J���PC� -����� K)

��� (!� B:� (���!�� � ������ ����������� � �������

��� � � ������ ���� ������������ ������������ ��� ������

����� � :;@7#48" +"<<�,�

. ��C��� B� �������� �� ����� K� D���� :� G��!� :� :���� >� �����

K ��� B������ -$� B���!����� ������� �� ������������

���������� � ��������� ������� � ������ !��� ����� � +

���� �� ..(&@.6467 +"<<�,�

6 >�C���� D� ����� K ��� $���O��� F� )���� ���������� ��

������� ������������ ��� ��������� !�� ����� � +���� ��

<9@36473 +�66.,�

�< ����2� �� )�� � ��� -������ �� ������������ �����

��������� �� �������� �*" ������� �� ��������� �

��������� ��������� ! + ���� <7<@.34.8 +�667,�

�� ����� B� I������ J� G���� (� K����� - ��� G���2���� K):�

$��������� � ������� �������� ������ ��������� ��

������� ������������ ��� ��������� �������� �

.:@"<�#4"<"8 +�666,�

�" B�� - ��� >�� $I� 9������� � ����� ��������� ������

�� �� � ���� � ����� ������������ � ���� ��� � ������

"���� )�� �� <8@"<34"#7 +�663,�

�# ������ J(� *%���!� ��������� ������ �� ����!�� � ������

��������� ��� ���2�� ����� �������� � )���,����� ���

� ������� �� -������� " ���� �������� �� %��� )������� ��

D��� ��������� :������ �� #�#4#7" +�66<,�

�& :������ 1� B���� ) ��� 1������� >� 5�� � ������ ������� ��

����!� �� ������������� � � ������� %��� ��� ��

.5@�6634�666 +"<<�,�

�3 ��C��� B� �������� �� $���O��� F ��� ����� K� (���!�� �

������ ����������� � ��%��� ��� � ������ �� ������ ���

����'������ ��������� � ����� ���� � ������� �� ��� .//0

#��� �������� ��(���� ��� �� 1� �� 0�2 )��������� /�� �� ��

#&74#3# +"<<�,�

�7 ��������� K� $��2 ��� ����������� ��#�'��������� ����������� ���������%� ������� �� ������� ����%��� ���� �� )��

������� &=@6&&463� +�66",�

�8 >�� L ��� ��������� KK� ���������� �������� �!��!�� � ��

����� ����������� � "�&'$ �� ��#�;-"*";5/� ���� �� )��

������� &8@#<&4#�< +�66#,�

�. ��������� KK� D� $ ��� -����� �� 1!����� �� �� ��������

3#�

Page 8: Removal of organic contaminants in paper pulp effluents by AOPs: an economic study

� ��� �� �� ��

�%���� � �� ����������� ������ �������� ���� �� )��

������� ..@�.#"4�.#6 +�666,�

�6 G������� >-� *�!���� 1� J�N� >� >������ >� $���� 1��

������� D� >����� B� I�N���� B ��� G���� )B� 0��

�!����� ������ ����%�� ������� �� �����!� ����������� �

�� ������ ��� ������������ ������� ������ ��������� �

��� ���� <7&@33&"4333< +�66.,�

"< �� K� ������� : ��� ������� �� 1 ��� � ������ ��� ����'

������ �������� �� �� ���������� ������������� � " ���

&'���������� � ����� ���������� !��� ����� � + ���� ��

.@##34#3< +�66&,�

"� ���� IQ ��� -���� :�� "�&'����������� �%����� 2�����

�� ������R� �������� ���� �� ������� <8@�#8�4�#8. +�667,�

"" >� ������')�� )� G����� K( ��� :���� >(� �� ��� � ��� �

��!����� �%����� ���������� � !���� "(�� ������� <@�.4"7

+�667,�

"# D����� K: ��� K������ -� 1 ����� ��������� � ���� ��� �����

����@ ������� ��������� ��� ��!�������� ������� !����� �

;8@##<4##" +�66&,�

"& D���� *� *�!���� 1 ��� G���� )B� ���������� ���������

�� ����� ���������� ���� �� 9.@78�476. +�66#,�

"3 >�C���� D� ����� K ��� $���O��� F� $��������� � "�&'

����������%������ ��� �� � ��� ������������� ������

�������� ����� ����� !��� ;<@�6.�4�6.3 +�667,�

"7 $������ $$� >���� B�� G�2�� 1� G���� 9 ��� D�PS��C K'B�

1 ��� � ��� ������� ��� ������� ����%�� �� ��

������������ ���������� � &'����������� ��� � ������

!��� ����� � + ���� �� &=@�3#4�8� +"<<<,�

"8 -����C K� �� ������� � ����� � ������ � � ��� ����������

3#"

�� %��� � �������� 1� �� >���2 >� ������ ������� :����

0�� L��2 +�6..,�

". -����C K� *����� �������������� ��� ��������� ���������@

2���� ��� ��� � ���� � ����� ��� ������ ��%��� )�� �����

��� ;8@�764�.3 +�6.3,�

"6 >������ K ��� -����C K� $���������� � ����� � ����� � ��

�������� � ������ ������� ����� �� ��������� ��� ������

� ������ ��� ��������� ���� �� )�� ������� <9@�"<74�"�#

+�6.3,�

#< ������J(� >��B) ��� ������ GB� �������� �������� ��

��������� ��� ���������� � ������ ����� ���������� �

�������� ������ (������ (����� 0� "<7 5�!����� �

9������ I���� (�������� :����� +�6.8,�

#� �������� ���� ��� ���� !�������� )����� � ������ 1�23����

�� ���� ���� ��4���� +)����!�� ������ $������� �66��

(�!���� )����� �66#,�

#" $R*�!��� K:� )�'>����� J ��� ���� �� �������������� �

"' ��� #' ���������� � �*" ������� ����������� ���� ��

)�� ������� &;@66<4667 +�66<,�

## ��� �L� (����� KK ��� ����� (G� �������� � ��������'

����� ������ ��������� ����� � ������ ��%��

���������� �������� ����� � 88@�&64�38 +�66&,�

#& L���� B:� (���PC���� K� ����� K� $���C� 0 ��� B������ -$�

������������ ���������� � ��������� ������� � ������ ��

��������� �*" ��� Q�*� �������� � ;<@��6#4��68 +"<<<,�

#3 *��� $�� �������� 1 ��� >������ 0� $��������� � �����

������������ ���� �� )�� ������� &5@�3"#4�3"6 +�66�,�

#7 D����� ( ��� I���� 1� ������� �������� �� ���� ��������

" ���� ������ �� �� D��� ��������� G��� (���C�� �� #�74

##� +�66&,�

� ���� ������� ���������� 88�3"343#" +�����@ "<<",