اکسایش 4- کلروفنل از فاضلاب صنایع شیمیایی با استفاده از فناوری التراسونیک/ فنتون در محیط آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 استاد، گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان

چکیده

حضور ترکیبات فنلی در محیط زیست به‌دلیل خصوصیات خاص از جمله سمیّت و تجزیه‌ناپذیری مشکلات فراوان بهداشتی را ایجاد نموده است. لذا با عنایت به لزوم تأمین بهداشت عمومی و حفظ محیط زیست، توجه به فناوری‌های کارآمد در این زمینه الزامی است. در میان روشهای مختلف تصفیه، استفاده از فناوری‌های مرتبط با فرایندهای اکسایش پیشرفته از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. استفاده از امواج فراصوت به‌عنوان یکی از روشهای فناوری‌ اکسیداسیون پیشرفته منجر به تجزیه مواد آلی مختلف در فرایند کاویتاسیون در عملیات تصفیه آب و فاضلاب می‌گردد. در پژوهش حاضر تجزیه سونوشیمیایی 4-کلروفنل با استفاده توأم از فرایند فنتون/ التراسوند با استفاده از یک دستگاه مولد امواج فراصوت در فرکانس 45 کیلو هرتز در فاضلابهای سنتتیک مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. اثر فاکتورهای pH , غلظت اولیه 4-کلروفنل, غلظتهای مختلف پراکسیدهیدروژن و آهن و مقدار انرژی مورد نیاز سیستم مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن‌ بود که تجزیه 4- کلروفنل به عوامل متعددی نظیر pH ، غلظت پراکسید هیدروژن، غلظت اولیه ماده آلی و غلظت آهن بستگی دارد. شرایط بهینه برای کاهش 4- کلروفنل در pH برابر 3، غلظت H2O2 برابر 0/05 مولار و غلظت آهن (ΙΙ) 0/025 میلی مولار بود. در این شرایط و در غلظت اولیه 100 میلی‌گرم در لیتر در مدت زمان 40 دقیقه 99/5 درصد ماده آلی حذف شد. تجزیه این ماده به غلظت اولیه آن بستگی داشته و در غلظتهای بالاتر باید زمان انجام واکنش افزایش یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

p-Chlorophenol Oxidation in Industrial Effluent by Ultrasonic/Fenton Technology

نویسندگان [English]

  • Abdolmotaleb Seid Mohammadi 1
  • Hossein Movahedian Attar 2
1 Assist. prof. of Enivronmental Health Eng., Faculty of Public Health, Hamedan University of Medical Sceinces, Hamedan
2 Prof. of Environmental Health Eng., Faculty of Public Health, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan
چکیده [English]

Phenolic compounds have become a cause for of worldwide concern due to their persistence, toxicity and health risks. Hence, removal of these pollutants from aqueous effluents is an important practical problem. Ultrasonic technology may be used for water and wastewater treatment as an advanced oxidation process. Application of this technology, leads to the decomposition of many organic compounds during cavitation process. The degradation of 4-chlorophenol in aqueous solution under sonolysis at 45 kHz coupled with fFenton process was is investigated. The oxidation rate was influenced by many factors, such as the pH value, the amount of hydrogen peroxide, catalyst (FeSO4) and initial p-chlorophenol concentration. The experimental results showed that the decomposition of p-chlorophenol was affected by the various reaction conditions. The optimum conditions obtained for the best degradation rate were pH=3, H2O2 concentration of 0.05 mol/L and 0.025 mmol/L for catalyst, respectively. Also it was observed that the degradation of p-chlorophenol depended on its initial concentration

کلیدواژه‌ها [English]

  • oxidation
  • Ultrasound
  • Fenton
  • p-Chlorophenol
Naddeo, V., and Belgiorno, V., and Napoli, R.M.A. (2007) Behavior of natural organic mater during ultrasonic irradiation J. Desalination 210, 175-182
Goskonda, S., Catallo, W., J., and Junk, T. (2002) Sonochemical degradation of aromatic organic pollutants J. Waste Management 22, 351-356
Euro, Ch. (2002) Risk assessment for the marine environment OSPARCOM region, monochlorophenols (Feb. 2010)
WHO. (1989) International programme on chemical, evironmental health criteria .Chlorophenols other than pentachlorophenol World Health Organization, Geneva
Ekenfelder, W.W. (2000) Industrial water pollution control 3nd Ed, McGraw Hill, Boston, MA
USEPA. (1998) Handbook of advanced photochemical oxidation processes Office of Research and Development, Cincinnati, Ohio
Rodriguez, M. (2003) Fenton and UV-Vis based advanced oxidation processes in wastewater treatment: Degradation, mineralization and biodegradability enhancement Doctoral Thesis, Department of Chemical Engineering, University of Barcelona, Spain
Gong, C., and Hart, D.P. (1998) Ultrasonic induced cavitation and sonochemical yields .” J. Acoustic Society of America 104 (5), 2675-2682
Dehghani, M. H. (2005) Investigating potential of the ultrasonic process in reduction of microbial population of water Ph.D. Tehsis, Tehran University of Medical Sciences, Tehran
Ince, N.H., Tezcanli,G., and Belen R.K. (2001) Ultrasound as a catalyzed of aqueous reaction systems: The State of the art and environment applications J. Applied Catalysis B., Environment 29, 167-176
Mrowetz, M., Pirola, C., and Selli, E. (2003) Degradation of organic water pollutants through sonophotocatalysis in the presence of TiO2 Ultrasonics Sonochemistry 10, 247-254
Mousavi, S. M. (2006) Effective of fenton process for removing of detergent and improving of effluent biological treatment of Pakistan company M.Sc. Thesis, Tehran University of Medical Sciences, Tehran
APHA, AWWA, WEF. (2005) Standard methods for the examination of water and wastewater 20th Ed., Washington, DC.
Crittenden, J.C. (2005) Water treatment, principles and design 2nd Ed., John Willey and Sons Inc., New York
Liang, J., Komarov, S., Hayashi, N., and Kasai, K. (2007) Recent trends in the decomposition of chlorinated aromatic hydrocarbons, ultrasound irradiation and fenton’s reagent J. Mater Cycles Waste Manag. 9, 47-55
Lin, J.G., Chang, C. N., Wu, J. R., and Ma, Y. Sh. (1996) Enhancement of decomposition of 2-Chlorophenol with ultrasound/H2O2 process J. Water Sci. Tech 34 (9), 41-48
Ku,Y., Tu,Y.H., and Ma, C.M. (2005) Effect of hydrogen peroxide on the decomposition of monochlorophenols by snolysis in aqueous solution J. Water Research 39, 1093-1098
Maleki, A., Mahvi, A. H., Vaezi, F., and Nabizadeh, R. (2005) Ultrasonic degradation of phenol and determination of the oxidation by product Iran. J. Environ. Health Sci.Eng. 2 (3), 201-206
Lin, J. G., and Ma, Y. Sh. (1999) Magnitude of effect of reaction parameters on 2-chlorophenol decomposition by ultrasonic process J. Hazardous Materials 66, 201-395
Movahedian, H., Seid Mohammadi, A. M., and Assadi, A. (2009) Comparison of different advanced oxidation processes degradation p-Chlorophenol in aqueous solution Iran. J. Environ. Health Sci. Eng. 6, 153-160