In this work, the performance of Fenton oxidation on whey, the high strength fraction of cheese-dairy wastewater, was studied. For this reason, factorial experimental design was used to study the main variables affecting the Fenton process, as well as their interactions. A 2 4 factorial design was performed in order to estimate the effects of the following parameters: the ratio FeSO 4 ·7H 2 O/H 2 O 2 (X 1 ), the hydraulic retention time (X 2 ), the pH (X 3 ), and the temperature (X 4 ). The oxidation was carried out batch wise in an agitated, temperature-and pH-controlled glass reactor. At the end of the experiment, samples were taken from the effluent of the reactor and were analyzed in terms of COD, TOC, total Kjeldahl Nitrogen (TKN), total phosphorous, and fats and oils. The highest percentage of TOC efficiency measured was 33% in the experimental point (X 1 , X 2 , X 3 , X 4 ) = (2/3, 1, 3.4, 20). Concentration of fats presented high reduction that reached 57%. Phosphorous removal was also high in all experiments, while nitrogen removal did not have high fluctuations. The results from the statistical processing of the experimental data enlightened the oxidation mechanism.

Τα απόβλητα των τυροκομείων περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις οργανικού ρυπαντικού φορτίου και ως εκ τούτου θα μπορούσαν, ιδανικά, να αξιοποιηθούν για την παραγωγή μεθανίου μέσω αναερόβιας χώνευσης. Ωστόσο, οι κλασικές τεχνικές αναερόβιας χώνευσης, μέχρι σήμερα, αποδείχθηκαν αναποτελεσματικές. Αυτό μπορεί κυρίως να αποδοθεί στις υψηλές συγκεντρώσεις των λιπών που περιέχονται στα απόβλητα αυτά καθώς και στη περιεκτικότητά τους σε λακτόζη και ασβέστιο τα οποία δρουν παρεμποδιστικά στην ανάπτυξη της κοκκώδους λάσπης λόγω μηχανισμών δυσμενούς παρεμβολής τους στην ανταλλαγή ύλης και ενέργειας του οικοσυστήματος των κόκκων.Στην εργασία αυτή αποδείχθηκε ότι η προεπεξεργασία των αποβλήτων με οξειδωτικές διαδικασίες Fenton είναι αποφασιστικής σημασίας για την απορρύπανσή τους αλλά και την ενεργειακή αξιοποίησή τους με διαδικασία αναερόβιας χώνευσης σε αντιδραστήρα τύπου UASB. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η χημική οξείδωση καθιστά το απόβλητο πιο βιοαποδομήσιμο για την αναερόβια χώνευση. Επί πλέον η παρουσία του υπολειπόμενου σιδήρου και των θειικών μετά την οξείδωση του αποβλήτου ευνοεί την απόδοση της αναερόβιας χώνευσης βελτιώνοντας την ποιότητα της κοκκώδους λάσπης ενώ, όπως απεδείχθη, η συσσώρευση του σιδήρου και των λιπών στην αναερόβια λάσπη αποτελούν ρυθμιστικούς παράγοντες για τη διαμόρφωση του μεγέθους των κόκκων της βιολογικής ιλύος. Οι άριστες συνθήκες χημικής οξείδωσης για την μέγιστη παραγωγή ενέργειας βρέθηκαν να είναι: λόγος FeSO4.7H2O/H2O2 (g/L.(mL/L)-1) = 1.021, pH=3.81, χρόνος οξείδωσης ΗRΤ= 4.1 d και θερμοκρασία Τ=29οC.Αποκαλύφθηκε ένας μηχανισμός ρόφησης μέρους του αρχικού εισερχόμενου οργανικού φορτίου (άνθρακας, άζωτο) από την κοκκώδη λάσπη το οποίο, από τη στιγμή της ρόφησής του, ακολουθεί διαφορετικό ρυθμό αποδόμησης. Σ΄ αυτό το φαινόμενο οφείλεται η συνέχιση της λειτουργίας του χωνευτήρα ακόμα και όταν σταματήσει η τροφοδοσία του για μεγάλο χρονικό διάστημα. Επίσης αποκαλύφθηκε ότι η προσπάθεια μεγιστοποίησης της παραγωγής ενέργειας δεν συμβαδίζει με την προσπάθεια μεγιστοποίησης της απομείωσης του οργανικού φορτίου. Όλα τα παραπάνω φαινόμενα καθώς και αποτελέσματα προσεγγίστηκαν ικανοποιητικά με την ανάπτυξη ενός δυναμικού μαθηματικού μοντέλου το οποίο επιβεβαιώθηκε κατά τη λειτουργία μιας εργαστηριακής πιλοτικής μονάδας αναερόβιας χώνευσης τύπου UASB καθώς και σε μία βιομηχανικού μεγέθους πιλοτική μονάδα.