کارایی فرایند اکسیداسیون فنتون در حذف فنل از محلولهای آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت،و مرکز تحقیات بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی کرمان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی کرمان

چکیده

از ترکیبات مختلف آلاینده آب که عمدتاً از طریق فاضلابهای خام و پسابها به منابع آب راه می‌یابند، فنل دارای اهمیت ویژه‌ای است. این ماده ترکیب فراگیری است که از طریق طبیعی نیز وارد منابع آب می‌شود. از آنجایی‌ که فنل ماده‌ای سمّی است و حذف آن به‌روش بیولوژیک مشکل است، استفاده از فرایند اکسیداسیون فنتون به‌دلیل سهولت اجرا، امکان به‌کار‌گیری آن در مقیاسهای مختلف و ملاحظات اقتصادی، مناسب به‌نظر می‌رسد. در این مطالعه میزان کارایی فرایند اکسیداسیون فنتون در حذف فنل از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت. این مقاله حاصل یک مطالعه تجربی است که در مقیاس آزمایشگاهی انجام گرفت. محلول مورد آزمایش به‌طور سنتتیک از غلظتهای مختلف فنل تهیه شد و تأثیر فرایند اکسیداسیون فنتون در حذف آن از محلول سنتتیک با توجه به متغیرهای pH، زمان اختلاط، و غلظت ماده اکسیدان مورد آزمایش قرار گرفت. اندازه‌گیری غلظت فنل با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر UV-vis طبق روشهای موجود در کتاب آزمایش‌های شیمیایی استاندارد آب و فاضلاب انجام گردید. حذف 96 درصد فنل در غلظتهای بهینه H2O2 0/5 مولار، سولفات آهن 0/03 مولار، pH بهینه فرایند 4-3 و زمان مناسب اختلاط 30 دقیقه به‌دست آمد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که فرایند اکسیداسیون فنتون بازده بالایی در حذف فنل از محلولهای آبی دارد. نتایج این تحقیق با نتایج مطالعات مشابهی که حذف فنل از فاضلاب روغن زیتون و همچنین حذف پنتا کلرو فنل به‌کمک این فرایند را بررسی کرده‌اند، همخوانی داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Efficiency of Fenton Oxidation Process in Removal of Phenol in Aqueous Solutions

نویسندگان [English]

  • Mohammad Malakootian 1
  • Mehdi Asadi 2
1 Prof. of Environmental Health Eng., School of Public Health and Environmental Health Research Center, Kerman University of Medical Sciences, Kerman
2 M.Sc. Student, School of Public Health, Kerman University of Medical Science, Kerman
چکیده [English]

Among the different compounds of water pollutants which generally discharge into water resources through raw wastewater and effluent, phenol is particularly important. This substance is an abundant compound which also enters into water resources naturally. Since phenol is a toxic substance and eliminating it through a biological method is difficult, using the process of Fenton Oxidation seems appropriate because of the facility and the possibility of application in different scales and also economic considerations. In this study, the efficiency of Fenton oxidation process in the removal of phenol from aqueous solutions is examined.Method: This is an experimental study which is carried out in laboratory scale. The solution under study is prepared synthetically from different phenol concentrations. The optimized parameters in Fenton process including pH, reaction time and dosage of H2O2 and Fe2+ were considered. Phenol concentration is measured using a spectrophotometer (UV-Vis) according to procedure of the standard method book. In the Fenton process, maximum phenol removal was found 96 % at following conditions pH=3-4, reaction time =30 min, 0.5 molar H2O2 and 0.03 molar ferric sulfate. The results of this study showed that Fenton Oxidation process has a high efficiency in the removal of phenol from aqueous solutions.

Bekkouche, S., Bouhelassa, M., Hadj Salah, N., and Meghlaoui, F.Z. (2004) Study of adsorption of phenol on titanium oxide (TiO2). J. of Desalination 166, 355-362
Christine, A., Murray ,C.A., and Parson, S.A. (2006) Preliminary laboratory investigation of disinfection by-product precursor removal using an advanced oxidation process J. Water and Environmental 20 (3), 123-129
Singh, N., and Singh, J. (2002) An enzymatic method for removal of phenol from industrial effluent Prep. Biochem. Biotechnol. 32 (2), 127-133
Vimal, C.S., Mahadeva, M.S., Indra, D.M., and Basheswar, P. (2006) Adsorptive removal of phenol by bagasse fly ash and activated carbon: Equilibrium , kinetics and thermodynamics J. Colloids and Surfaces 272, 89-104
Nadia, R., and Tezel, F.H. (2004) Removal of phenol from aqueous solutions by adsorption J. Environ. Manage. 70, 157-164
Smonath, M., Sunil, K., Amal, K.M., and Maohong, F. (2006) Removal of phenols from waters environmental by activated carbon, baggasse ash and wood charcoal J. Chem. Eng. 2, 22-27
Ahmadi, M.,Vahabzade, F., Moffarrah, E., and Aliabadi, M. (2004) Application of advanced oxidation of dephenolization of olive oil mill wastewater processing by fentons reagent Proc. 9th National Congress of Chem. Eng., Tehran University, Tehran, Iran , 23-25
Gogate, P.R., and Pandit, A.B. (2004) A review of imperative techcologies for wastewater treatment I: Oxidation technologies at ambient conditions J. Advances in Environmental Research 8 (3-4), 501-551
Peres, J.A., Heredia, J.B.D., and Dominguez, J.R. (2004) Integrated fenton’s reagent coagulation/ flocculation process for the treatment of crock processing wastewater J. of Hazardous Materials 107, 115-121
Murray, C.A., and Parsons, S.A. (2004) Advanced oxidation processes: Flosheet options for bulk natural organic matter removal J. Water Supply 4 (4), 113-119
Aliabadi, M., Fazel, Sh., and Vahabzadeh, F. (2006) Application of acid cracking and fenton process in trating olive mill wastewater J. of Water and Wastewater 57, 30-33
Dabrowski, A., Podkoscielny, P., Hubichi , Z., and Barczdak, M. (2005) Adsorption of phenolic compounds by activated carbon-a critical review J. Chemosphere 58, 1049-1070
Iliev, V., Mihaylova, A., and Bilyarska, L. (2002) Photooxidation of phenols in aqueous solution J. Molecular Catalysis A: Chemical 184 (1-2), 121-130
Akbal, F., and Nur Onar, A. (2003) Photocatalytic degradation of phenol J. Environmental Monitoring and Assessment 83, 295-302
Alemzadeh, I., and Mirzaei, F. (2008) Phenol removal from industrial wastewater by HRP enzyme J. of Water and Wastewater 68, 2-8
Jamshidi, N., Torabian, A., Azimi, A.K., Nabi Bidhendi, G. R., and Jafarzadeh, M.T. (2009) Investigation of Phenol removal in aqueous solutions using advanced photochemical oxidation (APO). J. of Water and Wastewater 4, 24-29
Wagner, M., and Nicell, J. (2002) Detoxification of phenolic solutions with horseradish peroxidase and hydrogen peroxide J. of Water Research 36, 4041-4052
Wilberg , K., Senhaimer, C.A., and Rubio, J. (2002) Removal of aqueous phenol catalyzed by a low purity soybean peroxidase J. of Chem. Technol. Biotechnol. 77, 851-857
Tor, A., Cengeloglu ,Y., Aydin, M.E., and Ersoz, M. (2006) Tor, A., Cengeloglu ,Y., Aydin, M.E., and Ersoz, M. J. Colloid and Interface Science 300, 498-503
Farrokhi, M., Mesdaghinia, A.R., and Nasseri, S. (2003) Oxidation of pentachlorophenol by fenton reagent J. Iranian Public Health 32, 6-11
Rahmani, A., and Enayati Movafagh, A. (2006) Investigation of photocatalytic degradation of phenol through UV/TiO2 process J. of Water and Wastewater 58, 32-37
APHA, AWWA,WPCF. (2005) Standard methods for the examination of water and wastewater 19th Ed., Washington D.C.
Zelmanov, G., and Semita, R. (2008) Iron(III) oxide-based nanoparticles as catalysts in advanced organic aqueous oxidation J. of Water Research 49, 492-498