Laboratory study on potential mechanisms for treatment of woodwaste leachate in surface flow constructed wetlands


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Abstract

Laboratory tests were conducted on volatilization, adsorption on silt loam, and on the biological treatability of woodwaste leachate. No significant volatilization was found despite the high concentration of volatile fatty acids. Tannin and lignin adsorption reached equilibration within 78 h. Adsorption at a silt loam:leachate volume ratio of 2:25, equivalent to a 2 cm effective soil layer underlying a 25 cm water column in a surface flow constructed wetland, removed 22–42% tannin and lignin and 6–27% chemical oxygen demand at 23 ºC. Tannin and lignin accounted for the majority of the adsorbed chemical oxygen demand. Adsorption followed the Langmuir isotherm, with an adsorption capacity of 36 mg tannin and lignin/g silt loam. Adsorption efficiency for tannin and lignin at 15 °C was 0.44 times that at 23 °C. An aerated reactor removed 62–67% chemical oxygen demand, 65–67% tannin and lignin, and ≥98% volatile fatty acids. A similar anaerobic reactor removed 28–29% chemical oxygen demand, 13–19% tannin and lignin, and 80–94% volatile fatty acids. In long-term operation, biological degradation would be the major mechanism for organic carbon removal from woodwaste leachate in surface flow constructed wetlands. Sediment adsorption would affect treatment performance mainly during initial and transitional operating periods.RésuméDes essais en laboratoire ont été réalisés sur la volatilisation, l'adsorption sur du loam silteux et la traitabilité biologique du lixiviat de déchets ligneux. Aucune volatilisation importante n'a été décelée malgré la forte concentration d'acides gras volatils. L'adsorption de tanins et de lignine a atteint l'équilibre en moins de 78 h. L'adsorption à un rapport de volume de loam silteux / lixiviat de 2:25, équivalant à une couche de sol efficace sous une colonne d'eau de 25 cm dans un marais artificiel à écoulement de surface, a éliminé de 22 à 42% des tannins et de la lignine et de 6 à 27% de la DCO à 23 ºC. Les tannins et la lignine représentaient la majorité de la demande chimique en oxygène adsorbée. L'adsorption concordait à l'isotherme de Langmuir avec une capacité d'adsorption de 36 mg de tannin et de lignine par gramme de loam silteux. L'efficacité d'adsorption des tannins et de la lignine à 15 ºC était de 0,44 fois celle à 23 ºC. Un réacteur aéré a éliminé de 62 à 67% de la DCO, de 65 à 67% des tannins et de la lignine, et ≥ 98% des acides gras volatils. Un réacteur similaire anaérobie a éliminé de 28 à 29% de la DCO, de 13 à 19% des tannins et de la lignine et de 80 à 94% des acides gras volatils. À long terme, la dégradation biologique devrait être le mécanisme principal de l'élimination du carbone organique du lixiviat des déchets ligneux dans les marais artificiels à écoulement de surface. L'adsorption des sédiments pourrait affecter le rendement du traitement, surtout durant les périodes opérationnelles initiale et de transition.

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