مقایسه روشهای اکسید اسیون پیشرفته در تجزیه فنل در مقیاس آزمایشگاهی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی همدان

2 کارشناس ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی کردستان

3 دانشیار، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی همدان

چکیده

فنل یا هیدروکسی بنزن یکی از هیدروکربن‌های آروماتیک سمّی است. این ماده از طریق دفع فاضلاب تعدادی از صنایع باعث آلودگی محیط‌زیست و به‌خصوص منابع آبی می‌شود. هدف از انجام این تحقیق، مقایسه راندمان تجزیه فنل با استفاده از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته با کاربرد ازن و پرتوتابی اشعه فرا بنفش بود. محفظه واکنش در این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی و با ظرفیت 3 لیتر به‌کار گرفته شد. در این تحقیق از یک لامپ UV 125 وات استفاده شد. ازن مصرفی قبل از ورود به راکتور تولید و از طریق ازن‌ساز مدل COG-OM با مقدار تولید 1 گرم ازن بر ساعت به راکتور منتقل می‌شد. به‌منظور بررسی تأثیر pH بر تجزیه فنل، آزمایش‌هایی در pH‌های 5، 7، 9 و 11 انجام و نمونه‌های جمع‌آوری شده با دستگاه اسپکتروفتومتر مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج حاصل از تحقیق نشان می‌دهد که فنل با روش ازن دهی در pH برابر 11 و با استفاده از اشعه UV در pH معادل 5 قابل تجزیه می‌باشد. درصد تجزیه فنل با استفاده از لامپ 125 وات UV پس از یک ساعت زمان تماس، 32/4 بود در حالی که طی همین مدت زمان و با استفاده از روش ازن‌دهی به 93/6 درصد رسید. می‌توان انتظار داشت فرایند اکسیداسیون پیشرفته با مزایایی از قبیل جنبه‌های بهداشتی و زیست محیطی مطلوب و بازده بسیار بالا، چشم‌انداز مطلوبی در حذف فنل و سایرآلاینده‌های مشابه از آب و فاضلاب به‌دست آورد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of the Advanced Oxidation Processes in Phenol Degradation in Laboratory Scale

نویسندگان [English]

  • Reza Shokoohi 1
  • Leila Ebrahimzadeh 2
  • Ali Reza Rahmani 3
  • Seyyed Jamaledin Ebrahimi 2
  • Mohammad Reza Samarghandi 1
1 Assist. Prof., Dept. of Environmental Health Eng., Hamadan University of Medical Sciences
2 M.Sc. of Environmental Health, Kurdistan University of Medical Sciences
3 Assoc. Prof., Dept. of Environmental Health Eng., Hamadan University of Medical Sciences
چکیده [English]

Phenol or Benzene hydroxyl, is a toxic aromatic hydrocarbon which finds its way into the environment and water resources as a serious environmental hazard in the effluent from a number of industrial processes. The objective of this investigation was to compare the efficiency of advanced oxidation methods with that of O3 and UV radiation in Phenol degradation. For this purpose, a reaction chamber with a capacity of 3 liters (laboratory scale) was used. A photolytic cell system with a 125W UV lamp was designed and manufactured. The ozone used in the reaction was produced at a rate of 1g/h in a COG-OM ozonizer before entering the reactor. A set of experiments was carried out at pH levels of 5, 7, 9, and 11 to investigate the effect of pH on phenol degradation rate. Samples were then collected for analysis by a spectrophotometer. Our findings show that phenol is degradable at a basic pH of 11 with ozone application and at an acidic pH of 5 with UV radiation. Using a 125 WUV- light source, phenol degradation after one hour was 32.4% while it reached 93.6% after the same period when using ozone. Due to their desirable health and environmental impacts as well as their high efficiency, advanced oxidation processes are expected to be a promising technology for the removal of phenol and other similar pollutants from water and wastewater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • oxidation
  • UV Radiation
  • Phenol
  • Ozonation
1- John, B., Sullivan, Jr., and Krieger, G.R .(2001). Clinical environmental health and toxic exposures, 2nd Ed., Lippincott Willams and Wilkins Inc,USA.

2- Eula , B.M., Barbar, C., Charles, H., and Patty, S. (2001). Toxicology, 8th Ed., John Wiley and Sons Inc,New York.

3- Karel , V.(2000). Handbook of environmental data on organic chemicals, Vol 2, 4th Ed., John Wiley and Sons Inc, Canada.

4- Hammer, M. J., and Hammer, J. (2003). Water and wastewater technology, 4th Ed., Hall Inc.,India.

5- Liu, H.F.D., and Liptak , G.B.(2000). Hazardous waste and solid waste, Elsevier,Columbia, 68-75.

6- واعظی ، ف.، و صیدمحمدی ، ع.(1382). مقررات گندزدایی آب و بهره‌برداری از گندزداها، انتشارات سه استاد، تهران.

7-Legrini ,O. (1983). “Photochemical processes for water treatment.” Chem. Rev., 93,671-981.

8- American Public Health Association ,AWWA,WEF.(1998). Standard methods for the examination of water and wastewater, 18th Ed., APHA,Washington.

9- احمدی‌زاد، س.، برقعی، م.، حسنی، ا. ح، و احمدی ارس، ا. (1384). تصفیه پساب‌های صنعتی حاوی فنل با استفاده از راکتورهای بی‌هوازی با بستر ثابت و بهره‌گیری از جریانهای روبه بالا و رو به پایین. هشتمین همایش ملی بهداشت محیط، دانشگاه تهران.

10- رحمانی، ع.، و عنایتی موفق، ع.، مرادی حیدر‌نژاد، م.، و شکوهی‌، ر. (1384). بررسی امکان تجزیه فتوکاتالیستی فنل با استفاده از فرایند UV/TiO2 . هشتمین همایش ملی بهداشت محیط، دانشگاه تهران.

11- میرزایی، ف.، و دیانتی تیلکی، ر. (1384). " بررسی میزان حذف فنل بوسیله کربن فعال دارای پوشش بیولوژیکی.هشتمین همایش ملی بهداشت محیط، دانشگاه تهران.

12- Mokrini , A., Oussi, G., Chamarro, E., and Estlugas, S. (1998). “Photoxidation of phenol in aqueous solution.” Water Sciences Tech., 95-102.

13- Splugas, S.E., Gimenes, G., Contreras, S., and et al. (2002 ). “Comparison  advanced oxidation processes for phenol degradation.” Water Research, 36, 1034-1042.