Proses Pengolahan POME Di Jalur Penyaringan Molekul Kimia

Perawatan Fisikokimia Meskipun ada berbagai jenis pengolahan biologis, proses atau sistem tertentu mungkin tidak memberikan hasil yang diperlukan sehubungan dengan persyaratan minimum yang ditetapkan oleh otoritas. Proses perawatan fisikokimia atau juga dikenal sebagai teknik pemolesan adalah: cara yang layak untuk mengobati POME. Biomassa dan bahan limbah lainnya seperti serat dan buah-buahan limbah mungkin menawarkan sumber yang murah dan terbarukan untuk pengolahan POME. Limbah ini bahan memiliki nilai ekonomi rendah atau tidak ada dan sering menimbulkan masalah pembuangan. Karena itu, ada kebutuhan untuk menghargai produk sampingan yang berbiaya rendah ini. Dengan demikian, konversi mereka menjadi sorben untuk menghilangkan atau/dan mengurangi minyak, BOD, COD, dan Total Suspended Solid (TSS) dari POME memiliki nilai ekonomis untuk mengurangi biaya pembuangan limbah. Yang terpenting, ini menyediakan teknik pengobatan alternatif yang berpotensi murah. Berbagai macam penyerapan dikenal untuk pengolahan biomassa dan limbah lainnya dengan menggunakan sagu teresterifikasi serat kulit kayu , bioadsorben teraktivasi dari cangkang kelapa sawit , kulit pisang, tandan kosong (TKKS), tempurung kelapa, serat mesocarp kelapa sawit , beras sekam  dan kulit kakao . Saat ini, serat alam dianggap sangat potensial sumber untuk dimanfaatkan sebagai sorben alami untuk menghilangkan minyak dari POME dengan sangat baik sifat adsorpsi, serta bebas bahan kimia dan sangat biodegradable . Tabel 3 menunjukkan ringkasan berbagai bahan bioadsorben yang dibuat dari biomassa, yang menunjukkan sifat penyerapan yang tinggi. Mohammed dan Chong melaporkan bahwa yang tertinggi COD (100%), BOD (97%), TSS (100%), dan penghilangan warna (96%) diperoleh setelah 30 jam perlakuan dengan adsorben kulit pisang dosis 30 g/100 mL. Biosorben yang terkenal bahan seperti tawas kelas industri pada dosis 10 g / L dilaporkan dalam mengurangi COD (98%) dan nilai TSS (99%) dalam 25% v/v POME [78]. Berbasis tandan buah kosong karbon aktif dengan dosis 20 g/L digunakan untuk mengobati POME, secara signifikan mengurangi COD, BOD, dan TSS pada 98%, 88%, dan 96% hanya dalam waktu 30 menit. Muhammad  berhasil menghilangkan warna POME (100%) dalam waktu 12 jam dengan menggunakan cangkang inti sawit (PKS), diikuti dengan aktivasi kimia (kalium hidroksida) dan perlakuan gelombang mikro. Kelayakan tinggi dalam metode adsorpsi terutama dalam penghilangan minyak juga dilaporkan menggunakan serat kulit sagu teresterifikasi dan serat kulit sagu [17]. Pertunjukan itu dievaluasi menggunakan uji adsorpsi khususnya selama 24 jam, menghasilkan 80,23% dan 57,77%, masing-masing. Namun, tidak ada analisis COD dan BOD yang dilakukan dalam pekerjaan ini. Berdasarkan kompilasi literatur, kami menyimpulkan bahwa sampai sekarang, tidak ada penyelidikan lebih lanjut tentang POME skalabilitas adsorpsi. Perawatan fisikokimia alternatif seperti filtrasi membran , koagulasi , koagulasi-flokulasi, elektrokoagulasi, dan fentonoksidasi  hanya mampu polutan dari satu bentuk ke yang lain. Namun, mereka masih belum bisa memineralisasi polutan organik . Ini metode ini dianggap mahal karena penggunaan bahan kimia dan melibatkan kelebihan lumpur pengobatan . Di seluruh dunia, teknik membran telah banyak digunakan dalam POME perawatan pemolesan sebelum mengurangi konsentrasi COD, BOD, TSS, warna, dan lainnya elemen organik. Penggunaan membran seperti nanofiltrasi, ultrafiltrasi, dan reverse osmosis mampu meningkatkan efisiensi penyisihan polutan . Ahmad dkk. menggunakan filtrasi membran dengan berhasil menghilangkan lebih dari 99,40% COD, 98,80% BOD, dengan 100% penghilangan TSS dalam 4 jam pengobatan untuk 200 mL POME. Azmi dan Yunos mengadopsi metode membran filtrasi mikro (MF) yang menerapkan POME dengan COD dan penurunan BOD pada 180 mL POME pada 90% dalam waktu 1,5 hari. Amat dkk.  berhasil POME yang dihilangkan warna pada penghilangan 97,40–97,90% dengan sistem MF selama 4 jam untuk volume dari 15 mL POME. Beberapa peneliti mengevaluasi penghilangan polutan dari POME pembuangan akhir dengan menggunakan bioreaktor membran (MBR), yang diklasifikasikan sebagai sistem hibrida dua proses yang saling bergantung dari filtrasi biologis dan membran. terintegrasi proses perawatan untuk pembuangan akhir POME didasarkan pada MBR yang diadopsi oleh Ahmed dan rekan kerja  untuk mendapatkan limbah berkualitas tinggi. Namun, masalah utama ketika menggunakan membran umumnya disebabkan oleh penyumbatan pori pada permukaan membran, yang secara bersamaan mempengaruhi biaya modal dan pemeliharaan . Proses koagulasi-flokulasi diakui memiliki kinerja yang unggul teknologi dalam menyaring padatan tersuspensi . Lebih dari 90% penghilangan warna adalah dicapai dalam waktu 23 menit dari penghilangan warna POME menggunakan koagulan ganda, ferric chlorideanionic polyacrylamide [30]. Koagulan pada dasarnya terdiri dari senyawa kimia, karena mudah ditangani, murah, dan menggambarkan efisiensi pembuangan yang baik terhadap aplikasi air limbah [101  ]. Penelitian lain menggunakan mangga pit sebagai koagulan dan fly ash sebagai adsorben dalam proses koagulasi-flokulasi [88] dan mencatat penghapusan COD dan TSS pada 89% dan 96% dalam 1 jam. Melalui proses koagulasi atau perawatan tersier lainnya proses, kemampuan proses adsorpsi dalam menghilangkan polutan berpotensi tinggi. Oleh karena itu, kombinasi dengan teknik perawatan lain akan meningkatkan kinerja pengobatan POME. Namun, setelah perlakuan proses flokulasi, lumpur besar tetap menjadi masalah tambahan. Proses elektrokimia termasuk teknik elektrolisis dan elektrokoagulasi telah efektif digunakan untuk menghilangkan polutan di berbagai air limbah industri [102]. Proses terakhir diklaim sebagai teknik pengolahan air limbah yang efektif, karena melibatkan serangkaian perawatan: koagulasi, presipitasi, dan flotasi. Elektrokoagulasi menggunakan anoda aluminium atau besi untuk menghasilkan flok aluminium atau besi hidroksida dengan reaksi hidrolisis anoda. Kemampuan dalam mengobati POME dipelajari pada penghilangan warna melalui langkah pemolesan [91,92], menghasilkan hampir 100% warna penghapusan direkam dalam penghilangan warna POME menggunakan elektroda aluminium di dalam 65 menit operasi. Che Sayuti dan Mohd Azoddein [91] berhasil mengurangi COD dari 4900 mg/L hingga 210 mg/L (95,71%) dan TSS dari 4000 mg/L hingga 30 mg/L (99,25%), masing-masing. Nilai COD akhir hampir memenuhi persyaratan DOE sebesar 200 mg/L, sedangkan TSS adalah 100 mg/L, benar-benar sesuai dengan persyaratan. Efisiensi tertinggi diperoleh pada pH optimum 7,44 dengan waktu elektrokoagulasi 25 menit dan tegangan 100 V memanfaatkan elektroda aluminium. Menariknya, metode ini ternyata efisien dan mampu mengurangi waktu perawatan dibandingkan dengan sistem kolam. Sistem Electron-Fenton menunjukkan kinerja yang lebih baik untuk menghilangkan COD daripada sistem elektrokoagulasi, meskipun keduanya mampu mereduksi sebagian besar senyawa [101]. Oksidasi Fenton telah menjadi sistem perawatan lain yang menguntungkan dalam dekade terakhir [103]. Misalnya, total 85% pengurangan COD dicapai di bawah POME asam pada pH mendekati 3. Untuk penghilangan warna dan dekomposisi organik [104], Proses oksidasi fenton berguna, menghasilkan penyisihan COD yang lebih tinggi (82%), dengan lebih dari 90% penghilangan warna dalam kasus 50 mM H2O2 dengan Fe2+ selama 30 menit proses oksidasi. Dalam penelitian lain, teknologi kavitasi ultrasonik, ditambah dengan penggunaan hidrogen peroksida, H2O2, digunakan sebagai teknik alternatif dalam mengobati POME [104]. Kavitasi adalah didefinisikan sebagai fenomena pembentukan, pertumbuhan, dan keruntuhan gelembung mikro dalam cairan. Ada beberapa jenis kavitasi, dijelaskan sebagai akustik, hidrodinamik, optik, dan partikel. Penerapan kavitasi ultrasonik secara luas digunakan untuk degradasi pewarna tekstil [105], degradasi kontaminan kimia [106], dan air limbah industri pengobatan [107]. Manikkam dkk. [108] berhasil menyelidiki efek hidrogen peroksida dalam mengurangi pola COD dengan menggunakan kombinasi ultrasound/H2O2 (30% b/v), memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan ultrasound/H2O2 (6% b/v). Yang mengesankan hasil diperoleh pada COD akhir 27.000 mg/L (pengurangan hampir 50%) selama 6 jam. Dengan demikian, COD akhir yang diperoleh menggambarkan metode kesesuaian kombinasi kimia/ultrasound sebagai langkah pra-perawatan untuk POME, yang diikuti dengan metode pencernaan lainnya. Sebagai tambahannya Pengurangan COD, penghilangan warna POME dimungkinkan dari coklat menjadi kuning muda dengan ini perlakuan. Dengan demikian, diyakini bahwa teknik ini bisa menjadi salah satu proses hijau teknik rekayasa untuk pengobatan POME [108]. Reaksi fotokatalitik menunjukkan efisiensi tinggi dalam degradasi organik senyawa [109]. TiO2 adalah yang paling banyak digunakan karena biaya rendah, toksisitas rendah, kinerja tinggi, dan stabilitas kimia yang tinggi. Sistem fotokatalitik heterogen menggunakan nanopartikel TiO2 sebagai fotokatalis, dan secara simultan berkinerja lebih baik dalam mendegradasi polutan organik, terutama pada POME [110,111]. Pengurangan COD (78%) diperoleh dari nilai awal 168 mg/L di kolam pengendapan POME [111]. Organik senyawa dalam POME berhasil didekomposisi dalam waktu 7 jam atau reaksi dengan menggunakan 0,83 g/L 20% berat. Pemuatan Cu/TiO2 [112]. Terlepas dari kelebihannya, fotokatalitik sistem juga menggambarkan beberapa kelemahan seperti pemisahan katalis yang tidak efisien dan penetrasi insiden cahaya selama reaksi. Dengan demikian, beberapa modifikasi termasuk fotoreaktor kolom silinder [109], fotoreaktor cangkang silinder ganda [113], dan Dukungan zeolit ​​ZSM-5 dengan doping Fe3+ dan Ni2+ [114] dapat mengatasi permasalahan tersebut. Dengan memperkenalkan suhu tinggi uap, Cheng et al. [115] dan Ng et al. [116] berhasil menghasilkan pendekatan baru untuk uap POME katalitik, direformasi menjadi syngas yang berharga. Pada yang pertama, penyisihan COD dan BOD tertinggi dicapai pada 93,8% dan 93,7%, Ulang secara khusus, pada 873 K dan 51,44% selektivitas H2 di bawah 90 mL/jam aliran POME dalam 20 mL/menit N2 sebagai gas pembawa. Dalam yang terakhir, 99,7% COD berkurang pada katalis yang sama pada 1173 K dalam 1 jam operasi. Jelas bahwa suhu tinggi dan tekanan parsial POME mendukung produksi H2 yang lebih tinggi. Meskipun potensi produksi gas H2, konsumsi energi dan energi bersih dalam mengubah POME menjadi syngas harus selanjutnya diverifikasi untuk mengidentifikasi prospek kelayakan peningkatan.