Publication: Development of intergrated electrocoagulation and membrane process for water reclamation from biotreated palm oil mill effluent
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Tahreen, Amina | en_US |
dc.contributor.supervisor | Mohammed Saedi Jami, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Fathilah Ali, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:18:11Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:18:11Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.description.abstract | Electrocoagulation (EC) is a simple, environmentally friendly and cost effective process, when integrated with membrane filtration, becomes very attractive for developing a sustainable water reclamation system. The critical parameters namely initial pH, time and current density largely impact the EC process efficiency. Few works have been done on observing the interaction of these critical parameters and the possible combined effect on the overall pollutant removal efficiency. Also, with membrane pore blocking study, the efficiency of the overall integrated process can be enhanced by determining the dominant fouling mechanism. Therefore, the knowledge of the combined effect of critical parameter interaction followed by membrane fouling study would enhance the overall efficiency of the integrated process to sustainably reclaim water. Using aluminum electrodes with interelectrode distance of 10 mm, with a set range of initial pH, current density, and time of 3-8, 40-160 mA/cm2 and 15-60 minutes, respectively, the effect of the three critical variables were investigated on synthetic wastewater, representing biotreated palm oil mill effluent (BPOME). Next, a pore blocking study was undertaken with the EC treated BPOME after crossflow membrane filtration process with transmembrane pressure of 0.5 bar and pore size of 1 kDa. The optimum Chemical Oxygen Demand (COD) removal of 71.5% was determined at pH 6, current density of 160 mA/cm2 (with current 1.75 A) at EC time of 15 minutes. The experiment was validated with real BPOME, resulting in the removal efficiency of 60.7% COD, 99.91% turbidity, 100% total suspended solids (TSS) and 95.7% color. The interaction of parameters observed in this study indicated a synergistic contribution of initial pH and current density in removing maximum wastewater COD in 15 minutes of EC. After following with membrane ultrafiltration process, the COD removal increased to 71.7%, and the dominant fouling mechanism prevailing was cake formation as determined by fitting with Hermia’s pore blocking models. EC with activated carbon (AC) addition, run with the optimized parameters, significantly improved the final treated quality with a 100% TSS, 99% of both color and turbidity and 84.6% COD removal. The best permeate quality was achieved with 1 wt. % addition of AC in EC reactor, and the removal of TSS, turbidity and color was nearly 100% and COD was removed 99.7% with final value of 5±1 mg/L, which are within the range of reusable process water standard. Also, addition of AC in EC, sustainably enhanced the final treated effluent quality with fouling mitigation in the subsequent membrane ultrafiltration. | en_US |
dc.description.abstractarabic | التخثير الكهربائي هو عملية بسيطة وصديقة للبيئة وفعالة من حيث التكلفة، عندما تتكامل مع الترشيح الغشائي، تصبح جذابة للغاية لتطوير نظام استصلاح المياه المستدام. تؤثر العوامل الحرجة وهي الرقم الهيدروجيني البدائي، والوقت وكثافة التيار إلى حد كبير على كفاءة عملية التخثير الكهربائي. تم إجراء بعض الدراسات على مراقبة تفاعل هذه العوامل الحرجة واحتمالية التأثير المشترك على الكفاءة الكلية لإزالة الملوثات. لذلك، فإن معرفة التأثير المشترك لتفاعل العوامل الحرجة من شأنه أن يعزز تحسين عوامل التخثير الكهربائي لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة بموارد محدودة. باستخدام أقطاب كهربائية مصنوعة من الألومنيوم بمسافة بين الأقطاب الكهربائية 10 مل متر على مياه الصرف الصحي الصناعي، والتي تمثل تصريف مطحنة زيت النخيل المعالج حيوياً، مع قيم محددة من الرقم الهيدروجيني البدائي، وكثافة التيار، والوقت من 3-8، 40-160 مللي أمبير/سم مربع و15 إلى 60 دقيقة، على التوالي، وتم التحقق في التأثير على المتغيرات الثلاث الحرجة. كما تم تحديد عامل الإزالة المثلى لطلب الأكسجين الكيميائي بنسبة 71.5٪ عند الرقم الهيدروجيني 6، وكثافة التيار 160 مللي أمبير/سم مربع (مع التيار 1.75 أمبير) في وقت تخثير كهربائي لمدة 15 دقيقة. كما تم التحقق من صحة التجربة باستخدام عينة حقيقية من تصريف مطحنة زيت النخيل المعالج حيوياً، نتج عنه كفاءة إزالة بنسبة 60.7٪ من طلب الأكسجين الكيميائي، وعكارة 99.91٪، و100٪ إجمالي المواد الصلبة العالقة و95.7٪ من الألوان. إن إزالة كمية كبيرة من الملوثات في فترة زمنية مدتها 15 دقيقة مع عوامل محسّنة أثناء عملية التخثير الكهربائي أمر ملحوظ بالنسبة إلى حل بديل لمعالجة مياه الصرف الصحي الذي لا يتطلب استخدامًا مكثفًا للمواد الكيميائية. أشار تفاعل العوامل الذي لوحظ في هذه الدراسة إلى مساهمة تآزريه للرقم الهيدروجيني البدائي وكثافة التيار في إزالة الحد الأقصى من طلب الأكسجين الكيميائي لمياه الصرف الصحي في 15 دقيقة من التخثير الكهربائي. بعد ذلك، أجريت دراسة لسد المسام باستخدام عينة معالجة من تصريف مطحنة زيت النخيل المعالج حيوياً بعد عملية ترشيح غشاء الجريان التقاطع مع ضغط الغشاء 0.5 بار و1 كيلو دالتون. بعد هذه العملية، زادت كفاءة إزالة طلب الأكسجين الكيميائي إلى 71.7٪، وكانت آلية تلوث الغشاء السائد هي ترسب طبقة من الجسيمات الصلبة كما تم تحديده من خلال التطبيق مع نماذج Hermia لسد المسام. التخثير الكهربائي المعزز من خلال إضافة الكربون المنشط، الذي يتم تشغيله باستخدام العوامل المحسّنة، يحسن بشكل كبير جودة المعالجة النهائية مع إزالة 100٪ من المواد الصلبة العالقة، كما أنه لوحظ إزالة 99٪ لكل من اللون والعكارة. وقد تم في هذه المرحلة تحقيق الحد الأقصى لإزالة طلب الأكسجين الكيميائي (82٪) بقيمة نهائية قدرها 306 ملجم/لتر. باستخدام العوامل المُحسَّنة، عزز التخثير الكهربائي مع إضافة الكربون المنشط من جودة تصريف النفايات السائلة المعالجة إلى حد التخفيف من التلوث في الخطوة التالية وهي ترشيح غشاء الجريان التقاطيع. تم تحقيق أفضل نتيجة بإضافة الكربون النشط بنسبة وزن 1 بالمئة في مفاعل التخثير الكيميائي، وإزالة المواد الصلبة العالقة والعكارة واللون حوالي 100٪ وتمت إزالة طلب الأكسجين الكيميائي بنسبة 99.7٪ بقيمة نهائية قدرها 5±1 ملجم/لتر، والتي تقع في نطاق معيار المياه القابلة لإعادة الاستخدام. كما أن إضافة الكربون المنشط في التخثير الكهربائي قد عزز بشكل مستدام جودة النفايات السائلة المعالجة النهائية مع تخفيف القاذورات في الترشيح باستخدام الغشاء الفائق التالي. | en_US |
dc.description.callnumber | t TD 899 T128D 2021 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Development of intergrated electrocoagulation and membrane process for water reclamation from biotreated palm oil mill effluent / by Amina Tahreen | en_US |
dc.description.identity | t11100454112AminaTahreen | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSENG)--International Islamic University Malaysia, 2021. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xvi, 145 leaves : color illustrations. ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science in Engineering | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7122 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021 | en_US |
dc.subject.lcsh | Palm oil industry -- Waste disposal -- Malaysia | en_US |
dc.subject.lcsh | Water reuse -- Malaysia | en_US |
dc.subject.lcsh | Electrochemical analysis | en_US |
dc.subject.lcsh | Membrane separation | en_US |
dc.title | Development of intergrated electrocoagulation and membrane process for water reclamation from biotreated palm oil mill effluent | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
License bundle
1 - 1 of 1