بررسی حذف مواد رنگی آلی از فاضلابهای صنعتی با استفاده از سه روش UV/H2O2 ,UV/H2O2/Fe(II), UV/H2O2 /Fe(III)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه شیمی کاربردی دانشگاه تبریز

2 دانشجوی دکترای شیمی کاربردی دانشگاه تبریز

3 دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی کاربردی دانشگاه تبریز

چکیده

فرآیندهای UV/H2O2/Fe(II)UV/H2O2/Fe(III)و UV/H2O2 به علت دارا بودن سرعت بالا در حذف مواد آلاینده از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند و می‌توان از آنها در تصفیه پسابهای کارخانه‌های رنگرزی استفاده نمود. در این تحقیق رنگ آلی ردآمین B به عنوان ماده رنگزای آلی نمونه انتخاب شده است. بیشترین استفاده از ردآمین B در تهیه لاکها، رنگرزی چرم و کاغذ می‌باشد. نتایج نشان داد که این ماده رنگزا در حضور آب اکسیژنه و تابش نور ماوراء بنفشUV-C)) حاصل از لامپ جیوه (30 وات) و همچنین فرآیند فتوفنتون قابل تجزیه می‌باشد. حذف ردآمین B در غیاب آب اکسیژنه و در اثر عمل فتولیز مستقیم کم بوده و در غیاب تابش نورUV بسیار ناچیز می‌باشد. در فرآیند UV/H2O2 عوامل مختلفی از جمله زمان تابش اشعه UV، مقدار H2O2 و غلظت اولیه رنگ، مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی سینتیکی فرآیند UV/H2O2 نشان داد که نمودار نیمه لگاریتمی غلظت بر حسب زمان در این فرآیند تقریباً خطی می‌باشد که دلالت بر سینتیک درجه اول واکنش دارد. همچنین نتایج آزمایش‌ها نشان داد که فرآیندهایUV/H2O2/Fe(III) و UV/H2O2/Fe(II) در حذف آلاینده از قابلیت بالاتری نسبت به فرآیند UV/H2O2 برخوردار می‌باشند. به طوری که محلولی از ردآمین B با غلظت ppm20 در حضور mM18 پراکسید هیدروژن و تابش نور UV در مدت زمان 15 دقیقه به صورت کامل رنگزدایی گردید. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که با افزایش mM1/0، Fe(II) یا Fe(III) به محلول حاوی ppm20 ماده رنگی وmM  5، H2O2 تحت تابش نور UVمدت زمان حذف به 10 دقیقه کاهش می‌یابد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Removal of Organic Dyes from Industrial Wastewaters Using UV/H2O2, UV/H2O2/Fe (II), UV/H2O2/Fe (III) Processes

نویسندگان [English]

  • Nezamaddin Daneshvar 1
  • Alireza Khataee 2
  • Mohammad Hossien Rasoulifard 2
  • Mirsaeed seyed Dorraji 3
1 Professor of Applied Chemistry, University of Tabriz
2 PhD Student of Applied Chemistry, University of Tabriz
3 M.Sc Student of Applied Chemistry, University of Tabriz
چکیده [English]

 UV/H2O2, UV/H2O2/Fe (II) and UV/H2O2/Fe (III) processes are very effective in removing pollutants from wastewater and can be used for treatment of dyestuff units wastewaters. In this study, Rhodamine B was used as a typical organic dye. Rhodamine B has found wide applications in wax, leather, and paper industries. The results from this study showed that this dye was degradable in the presence of hydrogen peroxide under UV-C irradiation (30W mercury light) and Photo-Fenton process. The dye was resistant to UV irradiation. In the absence of UV irradiation, the decolorization efficiency was very negligible in the presence of hydrogen. The effects of different system variables such as initial dye concentration, duration of UV irradiation, and initial hydrogen peroxide concentration were investigated in the UV/H2O2 process. Investigation of the kinetics of the UV/H2O2 process showed that the semi-log plot of the dye concentration versus time was linear, suggesting a first order reaction. It was found that Rhodamine B decolorization efficiencies in the UV/H2O2/Fe (II) and UV/H2O2/Fe (III) processes were higher than that in the UV/H2O2 process. Furthermore, a solution containing 20 ppm of Rhodamine B was decolorized in the presence 18 mM of H2O2 under UV irradiation for 15 minutes. It was also found that addition of 0.1 mM Fe(II) or Fe(III) to the solution containing  20  ppm of the dye and 5 mM H2O2 under UV light  illumination decreased removal time to 10 min.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Advanced oxidation processes
  • Photo-Fenton Process
  • Hydrogen peroxide
  • Contaminated Water
1- Daneshvar, N., Salari, D., and Khataee, A.R. (2003). “ Photocatalytic degradation of azo dye acid red 14 in water: Investigation of the effect of operational parameters.” J. Photochem. Photobiol., 157, 111-116.

2- Daneshvar, N., Salari, D., and Khataee, A.R. (2004). “Photocatalytic degradation of azo dye acid red 14 in water on ZnO as an alternative catalyst to TiO2.” J. Photochem. Photobiol., 162, 317-322.

3- Daneshvar, N., Salari, D., Niaei, A., and Khataee, A.R. (2006). “Photocatalytic degradation of the herbicide  Erioglaucine in the presence of nanosized titanium dioxide: comparison and modeling of reaction kinetics.” J. Enviromental Science and Health, part B, 41, 1-18.

4- Crittenden, J.C., Hu, S., Hand, D.W., and Green, S.A.(1999). “A kinetic model for UV/H2O2 process in a completely mixed batch reactor.” Water Res., 33(10), 2315-2328.

5- De laat, J., and Gallard, H. (1999). “ Comparative study of the oxidation of Atrazine and acetone by UV/H2O2, Fe(III)/UV, UV/ H2O2/Fe(III) and Fe(III) or Fe(II)/H2O2.” Chemosphere, 39, 2693-2706.

6- Kusic, H., and Koprivanac, N. (2006). “Photo-assisted Fenton type process for dye degradation of phenol, a kinetic study.” J. Hazard. Mater., 136, 632-644.

7- Lei, P., Chen, C., and Yang, J. (2005). “Degradation of dye pollutants by immobilized polyoxometalate with H2O2 under visible-light irradiation.” Environ. Sci. Technol., 39, 8466-8474.

8- Chen,F., Xie,Y., and He, J. (2001). “Photo-Fenton degradation of dye in methanolic solution under both UV and visible irradiation.” J. Photochem. Photobiol., 138, 139-146.

9- Daneshvar, N., Rabbani, M., Modirshahla, N., and Behnajady, M.A. (2004). “ Critical effect of hydrogen peroxide concentration in photochemical oxidative degradation of C.I.Acid Red 27 (AR27).” Chemosphere, 56, 895-900.

10- Daneshvar, N., Behnajady, M.A., and Zorriyeh Asghar, Y. (2006). “Photooxidative degradation of 4-nitrophenol (4-NP) in UV/H2O2 process: Influence of operational parameters and reaction mechanism.” J. Hazard. Mater.,in press.

11- Kang, N., and Lee, D.S. (2002). “Kinetic modeling of Fenton oxidation of phenol and momochlorophenol.” Chemosphere, 47, 915-924.