A study on ozonation and ozone based advanced oxidation processes for the removal of naphthenic acids from water: kinetic studies modelling and optimal control
Notice bibliographique
Résumé
Industrial wastewater is one of the largest environmental challenges of this century. Most of these wastewaters contain non-biodegradable pollutants which need special treatment methods. Advanced oxidation processes (AOP’s), such as, ozonation, catalytic ozonation and ozone/ hydrogen peroxide have proved their effectiveness on the degradation of bio-recalcitrant pollutants. The main drawback in these processes is the high operating cost. The objective of this study was to develop innovative continuous ozonation and ozone based processes that can effectively degrade industrial non-biodegradable pollutants. Naphthenic acids (NAs) was used as the model pollutant in this study due to its importance as a major pollutant in oil and oil sands industries. The target was to convert bio-recalcitrant NAs into biodegradable substances with minimum consumption of ozone gas (operating cost). These processes can be followed by the biodegradation process to fully remove the rest of the pollutants. This research passed through several stages including screening of operating parameters, kinetic studies, and modeling, followed by optimal control of these processes. It was found that ozone concentration had the most significant effect on the NAs degradation compared to other parameters. The kinetics of direct and indirect (radical) ozonation of NAs were investigated and rate constants and activation energies of these reactions were determined. Catalytic ozonation of NAs was explored using alumina supported metal oxides and unsupported catalysts. Activated carbon was found to be the most effective catalyst. The addition of hydrogen peroxide into the ozonation systems significantly improved the removal of NAs compared with the ozonation only process. Models based on mass balance for the ozonation and ozone/ hydrogen peroxide processes were developed to predict the concentration profiles of reacting species. Optimal control policies of ozone/oxygen gas flow rate versus time were developed and validated to minimize NAs concentration in the liquid outlet stream from the continuous ozonation and ozone/ hydrogen peroxide processes. The experimental results demonstrated that the optimal control policies successfully minimized NAs concentration in the outlet stream. At the same time, ozone gas consumption was reduced to its minimum, i.e., just enough to minimize the concentration of NAs in the outlet stream.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».