رنگ‌زدایی محلولهای آبی حاوی رنگهای راکتیو با استفاده از تابش باریکه الکترونی یونیزه کننده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشکده فیزیک، دانشگاه یزد

2 کارشناس ارشد شیمی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، پژوهشکده کاربرد پرتوها، سازمان انرژی اتمی، یزد

3 کارشناس دزیمتری، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، پژوهشکده کاربرد پرتوها، سازمان انرژی اتمی، یزد

چکیده

فاضلاب صنایع نساجی، معمولاً دارای مقادیر قابل توجهی از مواد رنگی سمّی است. تحقیقات نشان می‌دهد که رنگها به‌ویژه رنگهای راکتیو آزو به سادگی تخریب نمی‌شوند، به‌همین علت قبل از تخلیه فاضلاب در محیط زیست، لازم است که این مواد حذف شوند. در این تحقیق تخریب‌‌‌پذیری محلول‌ آبی رنگهای راکتیو آزو  Remazol blue 133%و Remazol red توسط باریکه الکترونی با انرژی 10  مگا الکترون ولت در دزهای 1، 3، 5، 8 و 11 کیلوگری (kGy)مورد بررسی قرار گرفت. محلول آبی از رنگهای راکتیو مذکور با غلظت ppm 50 تهیه گردید.  نمونه‌های تهیه شده در ظروف از جنس پلی‌استایرنی توسط باریکه الکترونی تولید شده از شتاب‌دهنده الکترون، پرتودهی شدند. تغییرات طیف جذبی، pH و اکسیژن شیمیایی مورد نیاز برای تخریب اکسیداسیونی (COD) نمونه‌ها، قبل و بعد از پرتودهی اندازه‌گیری گردید. درجه رنگ‌زدایی و درصد حذف COD نمونه‌ها نیز محاسبه شد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که در دز 1 کیلوگری نوارهای جذبی هر دو رنگ به‌شدت کاهش یافته به‌طوری که بیش از 83 درصد رنگ‌زدایی حاصل گردید. در انرژی 3 کیلوگری این مقادیر بین 93 تا 96 درصد متغیر بود. کاهش بار آلی ترکیبات رنگی با افزایش دز تابشی در نتایج pH  وCOD نیز به وضوح مشاهده شد. pH محلولها بعد از پرتودهی با دز 11کیلوگری برای رنگهای  Remazol blue 133%و Remazol red به‌ترتیب 42/25 درصد و 48/59 درصد کاهش یافت. درصد کاهشCOD محلول رنگهای مذکور در دز جذبی 1کیلوگری، به‌ترتیب 20 درصد و 18 درصد و در دز جذبی 11 کیلوگری به‌ترتیب 60 درصد و 72 درصد محاسبه شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Dicolorization of Reactive Dyes in Aqueous Solutions Using Ionizing Electron Beam Radiation

نویسندگان [English]

  • Abbas Behjat 1
  • Mohammadreza Parsaeian 2
  • Fatemeh Anvari 2
  • Monireh Kheirkhah 2
  • Mahmoudreza Tahami 3
1 Prof., Physics Department, Yazd University, Yazd
2 Lab. Instructor, Yazd Radiation Processing Center, AEOI, Yazd
3 Dosimeter Technical Staff Member, Yazd Radiation Processing Center, AEOI, Yazd
چکیده [English]

 Experiments were carried out to study the effects of high-energy electron beam irradiation on reactive azo dyes (Remazol blue 133%, and Remazol red) which are widely used in Yazd textile plants. Laboratory scale experiments were carried out using advanced 10 MeV electron beam accelerator service in Yazd Radiation Processing Center (YRPC). The irradiation dose was varied over 1, 3, 5, 8, and11 kGy. Dicoloration of the prepared dye solution was monitored by comparing the absorption spectra of the samples before and after irradiation. Mineralization of the dye solutions were estimated by measuring COD and PH of the irradiated samples. Our results show a color removal efficeincy of 83% in from different samples by applying 1 kGy irradiation dose. This value increases by up to 96%  under 3kGy irradiation. pH and COD values decrease with increasing absorbed doses.  COD removals for Remazol blue 133% and Remazol  red samples were calculated as 20% and 18% for an absorbed dose of 1 kGy and 60% and 72% for an absorbed dose of 11 kGy, respectively. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reactive Dyes
  • Electron Beam Radiation
  • Decolorization
1- Rott, U., and Minke, R. (1999). “Overview of wastewater treatment and recycling in the textile processing industry.” Water Sci. Technol., 40 (1),137-144

2- Ince, N. H., Stefan, M. I., and Bolton, J. R. (1997).“UV/H2O2 degradation and toxicity reduction of textile azo dye: remazol Black-B, a  case study.” J. Adv. Oxide. Technol., 2, 442-448.

3- Brown, M. A.,  and De Vito, S. C. (1993). “Predicting Azo dye toxicity.” Cirt. Rev. Environ. Sci. Technol., 23 (3), 249-324.

4-Voudrias,  E., Fytianos, K., and Bozani, E. (2002). “Sorption-desorption isotherms of dyes from aqueous solutions and wastewaters with different sorbent materials.” J. Global Nest: the Int., 4(1), 75-83.

5- Szpyrkowicz, L., Juzzolino, C., and Kaul, S.N. (2001). “A comparative study on oxidation of disperse dyes by electrochemical process, Ozone, hypochlorite and fenton reagent.” Wat. Res., 35(9), 2129-2136.

6- Neamtu, M., Siminiceanu, I., Vfer Yediler, A., and Kettrup, A. (2002). “Kinetics of decolorization and mineralization of reactive azo dyes in aqueous solution by the UV/H2O2 oxidation.” Dyes and Pigments, 53 (2), 93-99.

7- Feng, J., Hu, X., Yue, P.L., Zhu, H.Y., and Lu, G.Q. (2003). “Discoloration and mineralization of Reactive Red HE-3B by heterogeneous photo-Fenton reaction.” Water Research, 37 (15), 3776-3784.

8- Kang, S.F., Liao, C.H., and Hung, H.P. (1999b). “Peroxidation treatment of dye manufacturing wastewater in the presence of ultraviolet light and ferrous ions.” J. Hazard Mater, 65 (8) 317-333.

9 -  دانشور، ن.، ختائی، ع.، رسولی فرد، م. ح.، و سید دراجی، م. س. (1386). بررسی حذف مواد آلی از فاضلاب های صنعتی با استفاده از سه روش UV/H2O2, UV/H2O2/Fe(II), .UV/H2O2/Fe(III) . م. آب و فاضلاب، 61، 34-42.

 10- Bao, H., Liu, Y., and Jia, H. (2002). “A study of irradiation in the treatment of  wastewater.” Radiation Physics and Chemistry, 63 (3), 633-636.

11-Solpan, D., and Guven, O. (2002). “Decoloration and degradation of some textile dyes by gamma irradiation.” Radiation Physics and Chemistry, 65 (4),549-558.

12- Sakumoto, A., and Miyata, T. (1984) “Treatment of wastewater by combined technique of radiation and conventional method.” Radiation Physics and Chemistry, 24 (1), 99-115.

13- Agustin, N. M., Winari, A., and Surtipanti, S. (1995). “Radiation-induced degradation and decoloration of disperse dyes in water.” Russian Chemical Review, 64(6), 569-598.

14- بهجت، ع.، و دادفرنیا، ش. (1384). بررسی کاربرد پرتوهای الکترونی به منظور رنگ‌زدایی فاضلابهای صنعتی، گزارش نهایی طرح پژوهشی، دانشگاه یزد.

15- بهجت، ع.، مذهب، س. ع. ر.، خلیلی، م. ب.، وخشور، ب.، زارعشاهی، ح.، و فلاح زاده، م. (1386). روش نوین اکسیداسیون پیشرفته با استفاده از باریکه الکترون‌های پر انرژی برای گندزدایی آب و پساب. م. آب و فاضلاب، 61، 60-68.

16- IAEA-TECDOC-1407. (2003). “Status of industrial scale radiation treatment of wastewater and its future.” Proceedings of a consultants meeting held, Daejon,South Korea, 13-16.

17- Lopez-Grimau, V., and Gutierrez, M.C.(2006). “Decolourisation of simulated reactive dyebath effluents by electrochemical oxidation assisted by UV light.” Chemosphere, 62 (1)106-112.

18- Fang, X., and WU, J.(1999). “Some remarks on applying radiation technology combined with other methods to the treatment of industrial wastes.” Radiation Physics and Chemistry, 55(4) 465-468.

 19- آرامی، م.، محمودی، ن.م.، و یوسفی، ن.(1383). تصفیه پسابهای رنگی رنگ‌زاهای راکتیو با فرایند تابش فرابنفش(UV) در حضور (TiO2/H202). "مجموعه مقالات پنجمین کنفرانس ملی مهندسی نساجی ایران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، 80.

 20- Hosono, M., Arai, H., Aizawa, M., Yamamoto, I., Shimizu, K., and Sugiyama, M. (1999). “Decoloration and degradation of azo dye in aqueous solution supersaturated with oxygen by irradiation of high-energy electron beams.” Appl. Radiat. Isot., 44 (9), 1199-1203.

21- Duarte, C.L., Sampa, M.H.O., Rela, R.P., Oikawa, H., Cherbakian, E.H., Sena, H.C., Abe, H., and Sciani, V.(2000). “Application of electron beam irradiation combined to conventional treatment to treat industrial effluents.” Radiation Physics and Chemistry, 57 (3-6) 513-518.