حذف آلاينده آلي با استفاده از فرايند اشعه ماوراءبنفش و هيدروژن‌پراكسيد در راكتور مارپيچي

كارشناسي ارشد

با افزايش تأثير فعاليت‌هاي انساني، انواع مواد شيميايي آلي مصنوعي از طريق فاضلاب‌ها انتشار پيداكرده‌اند. با توجه به اثرات زيان‌بار ‌زيست محيطي و بهداشتي اين آلاينده‌ها، حذف آن‌ها از محيط آب و فاضلاب با استفاده از فرايندهاي مناسب ضروري است. اگرچه روش‌هاي مختلفي براي حذف آلاينده¬هاي آلي از محيط آب و فاضلاب توسعه يافته اما فرايندهاي شيميايي عموماً به دليل سرعت بالاي واكنش¬ها، بيشتر مورد توجه قرارگرفته‌اند. از ميان فرايندهاي شيميايي مختلف، فرايند اكسيداسيون پيشرفته فتوشيميايي با استفاده از نور ماوراي بنفش (UV) و هيدروژن‌پراكسيد (H2O2) يك فناوري كاملاً مناسب براي تصفيه آب و فاضلاب شناخته‌شده است. مزيت اصلي استفاده از UV/H2O2 براي سامانه‌هاي آب و فاضلاب اين است كه تابش UV مي‌تواند به‌طور هم‌زمان به اكسيد و نيز ضدعفوني‌آلاينده‌هاي آلي كمك كند. در اين پژوهش فتوراكتوري با استفاده از لامپ UVC 16 واتي ساخته‌شده است كه داخل اين راكتور جريان مارپيچ تشكيل مي¬شود. با استفاده از اين سيستم، پديده‌سيالاتي به همراه فرايند UV/H2O2، حذف آلاينده آلي متيل‌اورانژ بررسي ‌شد و مقادير بهينه عوامل مؤثر در حذف اين آلاينده (دبي، غلظت اوليه آلاينده و غلظت هيدروژن‌پراكسيد) با روش سطح پاسخ محاسبه‌شد. در انتها مقايسه¬اي بين راندمان حذف آلاينده در دوحالت راكتور بدون تيغه مارپيچ و با تيغه مارپيچ با مقايسه ثابت سينتيكي شبه مرتبه اول، طيف جذبي و درصد TOC حذف‌شده در اين دو حالت انجام شد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه مقادير بهينه پارامترها براي رسيدن به حذف 5/99 درصدي متيل‌اورانژ در دبي 2/22 ليتر بر دقيقه، غلظت اوليه آلاينده 5/30 ميلي¬گرم بر ليتر و در غلظت هيدروژن‌پراكسيد 7/1722 ميلي¬گرم بر ليتر است. اعتبار¬سنجي شرايط بهينه توسط نرم‌افزار پيش‌بيني‌شده نشان داد كه تطابق بسيار خوبي بين داده¬هاي تجربي و داده¬هاي شرايط بهينه ارائه‌شده توسط مدل وجود داشت. استفاده از ارزيابي¬هاي MSE، RMSE، MAE، R و R2 مدل سينتيكي شبه مرتبه اول بهترين مطابقت براي تخريب آلاينده رنگي متيل‌اورانژ دارد. همچنين مشاهده شد كه ثابت سينتيكي شبه مرتبه اول در حالت با تيغه 2442/0〖min〗^(-1) و در حالت بدون تيغه 1487/0〖min〗^(-1) است و پيك طيف جذبي در زمان 20 دقيقه در حالت بدون تيغه بالاتر از پيك طيف جذبي با تيغه قرار مي¬گيرد و در آخر راندمان حذف TOC راكتور با تيغه 6/92 درصد و راكتور بدون تيغه 43/89 درصد به دست آمد كه اين نتايج نشان‌دهنده عملكرد بهتر راكتور مارپيچ در فرايند UV/H2O2 در حذف متيل‌اورانژ بود.

195377

دانشگاه علم و صنعت ايران

محيط زيست

دكتر مريم حسني زنوزي