تعیین کارایی فناوری سونوشیمیایی در تجزیه سیانید از محیط‌های آبی در حضور پراکسیدهیدروژن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان

2 استادیار دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران

3 کارشناس ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان

4 استادیار دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد

5 کارشناس ارشد آمار زیستی، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان

چکیده

سیانید یک ماده بسیار سمّی است که به‌طور معمول در فاضلاب صنایع متعددی از جمله آبکاری، معدن‌کاری، فلزکاری و تمیزکاری فلزات وجود دارد. ورود این ماده به محیط زیست مخاطرات بهداشتی زیادی را به‌همراه دارد. هدف از انجام این تحقیق تعیین کارایی فناوری سونوشیمیایی در تجزیه سیانید از محیط‌های آبی در حضور پراکسیدهیدروژن بود. در این مطالعه از یک دستگاه مولد امواج فراصوت با توان 500 وات در دو فرکانس 35 و 130 کیلوهرتز استفاده شد. در این تحقیق، آزمایش‌ها با نسبت‌های 1به1، 3 به1 و 5 به1 پراکسیدهیدروژن به سیانید و در غلظت اولیه سیانید در دامنه بین 2/5 تا 75 میلی‌گرم در لیتر انجام شد. همچنین اثر فاکتورهای pH محیط آبی، غلظت اولیه سیانید، مدت زمان فرایند، پراکسیدهیدروژن و فرکانس سیستم اولتراسونیک بر کارایی حذف مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه کارایی حذف سیانید در این مطالعه در فرکانس 130 کیلوهرتز، زمان تماس 90 دقیقه، pH معادل 11، غلظت 2/5 میلی‌گرم در لیتر سیانید و با نسبت 5 به 1 پراکسیدهیدروژن به سیانید، 85 درصد به‌دست آمد. نتایج نشان داد که تجزیه سیانید تحت شرایط مختلف به آرامی انجام می‌شود. تجزیه سیانید در زمان‌های ابتدایی به‌سرعت و سپس به کندی صورت گرفت. ضمناً راندمان حذف سیانید توسط این روش با pH، فرکانس، غلظت پراکسیدهیدروژن و زمان ماند رابطه مستقیم و با غلظت سیانید رابطه عکس داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Use of Sonochemical Technology for Cyanide Removal from Aqueous Solutions in the Presence of Hydrogen Peroxide

نویسندگان [English]

  • Reza Shokoohi 1
  • AmirHossein Mahvi 2
  • Ziyaodin Bonyadi 3
  • Mohammad Reza Samarghandi 1
  • Abbas Sadeqi 4
  • Mehrdad Karimi 5
1 Assist. Prof., Faculty of Public Health, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan
2 Assist. Prof., Faculty of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran
3 M.Sc. of Environmental Health Eng., Facutly of Public Health, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan
4 Assist. Prof., Faculty of Public Health, Mashad University of Medical Sciences, Mashad
5 M.Sc. of Biostatistices, Faculty of Public Health, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan
چکیده [English]

Cyanide is a highly toxic species that found mostly in industrial effluents such as electroplating, metal mining, metallurgy and metal cleaning processes. Discharge of it into the enviroment causes very health impact. Purpose of this study was, determination of sonochemical technology for cyanide removal from aqueous solutions in the presence of hydrogen peroxide. In this study, a productive set of 500w power ultresoun waves with two frequencies 35 kHz and 130 kHz were used. Experiments were performed using different initial ratio CN-/H2O2 1/1, 1/3 and 1/5 and at initial cyanide concentrations varying from 2.5 to 75 mg/L. The effects of parameters such as pH, time and initial cyanide concentration on the sonochemical degradation have been studied. The results of the study showed that the maximom removal efficiency of cyanide was achieved 85% by sonochemical technology at frequency of 130 kHz, during of 90 min, at pH of 11, at initial cyanide concentration of  2.5 mg/l and with initial ratio of CN-/H2O2 1/5. it was also found the rates of cyanide degradation under different conditions were quite low, and also the rate of cyanide degradation was high at first but later substantially reduced. The efficiency of cyanide removal had direct relationship with pH, frequency, hydrogen peroxide concentration and time ,and it had reverse relationship with cyanide concentration.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ultrasound
  • Cyanide
  • Sonochemistry
  • Hydrogen peroxide
  • OH Radical
Eula, B.M., Barbara, C., and Charles, H. (2001) Patty 's toxicology, rd Ed John Wiley and Sons Pub., New York.
Patterson, J.W. (1975) Industrial wastewater treatment technology ANN. Arbor Science Pub., Boston
Yong, C.A. (2001) Cyanide remediation; Current and past technologies 10th Annual Conference on Hazardous Waste Research, Department of Metallurgical Eng., New York.
Mahvi, A.H., Nasseri, S., Vaezi, F., Nabizadeh, R., and Haddadi, S. (2006) Determination of the ultrasonic effectiveness in advanced wastewater treatment Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng. 2 (3), 109-116
Henry, C. (2003) Sonochemical degradation of Pollutants California Institute of Technology, Pasadena, California.
Yazici, E.Y., Deveci, H., Alp, I., and Uslu, T. (2007) Generation of hydrogen peroxide and removal of cyanide from solutions using ultrasonic waves J. of Desalination 216, 209-221
Kim, I., Hong, S., Hwang, I., Kwon, D., Kwon, J., and Huan, G. (2007) TOC and THMFP reduction by ultrasonic irradiation in wastewater effluent J. of Desalination 202 (1-3), 9-15
Manousaki, E., Psillakis, E., Kalogerakis, N., and Mantzavinos, D. (2004) Degradation of sodium dodecylbenzene sulfonate in water by ultrasonic irradiation J. of Water Research 38 (17), 3751-3759
Mirhendi, S. H., and Nikaeen, M. (2007) Wastemater microbiology , Tehran University of Medical Sciences Pub., Tehran.
APHA, AWWA, WEF. (1998) Standard methods for the examination of water and wastewater 18th Ed., APHA, Washington DC.
Lesko, T.M. (2004) Chemical effects of acoustic cavitation Ph.D. Thesis, California Institute of Tecnology, Pasadena, California.
Mason, T. J., Newman, A.P., and Phull, S. S. (1994) Sonochemistry in water treatment Division of Chemistry, Coventry University, Convetry CVI 5FB
Wu, C., Dongbin Wei, X., Fan, J., and Wang, L. (2001) Photosonochemical degradation of phenolin water J. of Water Reaserch 35 (16), 3927-3933
Naffrechoux, E., Combet, E., Fanget, B., and Petrier, C. (2003) Reduction of chloroform formation potential of humic acid by sonolysis and ultraviolet irradiation J. of Water Research 37, 1948-1952
Iordache Nechita, M.T., Aelenei, N., Rosca, I., Apostolescu, G., and Peptanariu, M. (2003) Sonochemical enhancement of cyanide ion degradation from wastewater in the presenceof hydrogen peroxide Polish J. of Environmental Studies 12 (6), 735-737
Hua, I., and Pefalzer, U. (2001) Ultrasonic irradiation of carbofuran Polish J. of Environmental Studies 35 (6), 1445-1452
Sarala, M. (2004) Oxidation of cyanide in aqueous solution by chemical and photochemical processes J. of Hazardous Materials 116 (1-2), 49-56
Maleki, A., Mahvi, A. H., Vaezi, F., and Nabizadeh, R. (2005) Ultrasonic degradation of phenol and determination of the oxidation by-products toxicity Iran. J. Environ. Health Sci. Eng. 2 (3), 201-206