@article { author = {Seid-Mohammadi, Abdolmotaleb and Asgari, Ghorban and Faradmal, Javad and Leili, Mostafa and Amiri, Raheleh}, title = {Photocatalytic Degradation of 4-Chlorophenol Using Zero Valent Iron Activated Persulfate and Zero Valent Iron Activated Hydrogen Peroxide Processes under UV Irradiation: A Taguchi Experimental Design}, journal = {Journal of Water and Wastewater; Ab va Fazilab ( in persian )}, volume = {30}, number = {2}, pages = {76-90}, year = {2019}, publisher = {Water and Wastewater Consulting Engineers}, issn = {1024-5936}, eissn = {2383-0905}, doi = {10.22093/wwj.2018.101512.2510}, abstract = {4-chlorophenol (4-CP) is one of the seriously toxic chlorophenol compounds found in the effluent wastewater generated by oil refineries, pharmaceutical factories, and paper and leather producers which introduced into surface and ground water resources. This research aimed to study the feasibility of nZVI nanoparticles in activation of H2O2 and persulfate under UVA-LED irradiation based on Taguchi experimental design for 4-CP removal. This experimental study was conducted using a lab-scale batch reactor equipped with 18 ultraviolet light emitting diodes lamps with a wavelength of 390 nm. The effects of operating parameters such as pH of solution, contact time, dosage of nZVI, dosages of H2O2 and persulfate and different initial 4-CP concentration were evaluted by difiend factor of 4*4 using Taghuchi L-16 orthogonal array. Based on the results of the Taguchi method, the optimum conditions for removal of 4-CP in nZVI activated persulfate process included the initial 4-CP concentration of 25 mg/L, pH=3, reaction time of 60 min, nZVI and persulafte respective dosages of 2 and 2 mM. The highest removal efficiency and S/N values for this process were 51.83% and 34.29%, respectively. Also, optimum conditions for removal of 4-CP in nZVI activated H2O2 process were the initial 4-CP concentration of 25mg/L, pH=3, reaction time of 30 min, nZVI and H2O2 dosages of 0.75 and 1 mM. In this condition, the highest removal efficiency and S/N values were 81.76% and 38.25%, respectively. In both processes in this case, under acidic conditions, an increase in the active catalyst (Fe2+) activated more and more oxidants (radical hydroxide and radical sulfate) in both reactants, resulting in better efficiency of processes in these conditions. UVA-LED/H2O2/nZVI process could serve as a new and feasible approach for the degradation of 4-CP as well as other organic contaminants containing wastewater due to high efficiency, low contact time and need to the lowest oxidants agents. UVA-LED/H2O2/nZVI process could serve as a new and feasible approach for the degradation of 4-CP as well as other organic contaminants containing in wastewater due to high efficiency, low contact time and need to the lowest oxidants agents.}, keywords = {UVA-LED,4-Chlorophenol,Activation,Zerovalent Iron,Taguchi method}, title_fa = {تجزیه فتوکاتالیستی 4-کلروفنل با استفاده از فرایندهای پرسولفات فعال شده با نانو ذره آهن و هیدروژن پراکسید فعال شده با نانو ذره آهن در حضور امواج فرابنفش: طراحی آزمایش با مدل تاگوچی}, abstract_fa = {4-کلروفنل یکی از ترکیبات سمّی خانواده کلروفنل‌هاست که در پساب فاضلاب‌های تولید شده در صنایع پتروشیمی، پالایشگاه‌های نفت، صنایع داروسازی و صنایع فراوری چوب و کاغذ تولید و به منابع آب‌های سطحی و زیر زمینی وارد می‌شود. این پژوهش با هدف بررسی امکان استفاده از نانو ذره آهن به‌منظور فعال‌سازی اکسیدان‌های پراکسید هیدروژن و پرسولفات در حضور امواج  UVA-LED به‌منظور حذف 4-کلروفنل با طراحی آزمایش براساس مدل آماری تاگوچی انجام گرفت. برای انجام این پژوهش از یک راکتور بسته در مقیاس آزمایشگاهی مجهز به 18 لامپ دیودی منتشرکننده امواج فرابنفش با طول موج 390 نانومتر استفاده شد. تأثیر پارامترهای بهره‌برداری نظیر pH محلول، زمان تماس، غلظت نانو ذره آهن، غلظت پراکسید هیدروژن، غلظت پرسولفات و غلظت اولیه 4-کلروفنل توسط فاکتور تعریف شده 4*4 با استفاده از آرایه ارتئوگونال L-16 مدل تاگوچی مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج حاصل از آنالیز آماری با استفاده از مدل تاگوچی، شرایط بهینه برای حذف 4-کلروفنل در فرایند پرسولفات فعال شده توسط نانوذره آهن در حضور امواج فرابنفش در غلظت اولیه 25 میلی‌گرم در لیتر 4-کلروفنل، زمان تماس 60 دقیقه، غلظت نانوذره آهن 2 میلی‌مولار و غلظت پرسولفات 2 میلی‌مولار تعیین شد. بالاترین کارایی حذف و بالاترین مقدار S/N برای این فرایند به‌ترتیب 83/51 درصد و 29/34 بود. شرایط بهینه به‌منظور حذف 4-کلروفنل در فرایند پراکسید هیدروژن فعال شده توسط نانوذره آهن در حضور امواج فرابنفش در غلظت اولیه 4-کلروفنل 25 میلی گرم در لیتر، زمان تماس 30 دقیقه، غلظت نانوذره آهن 1 میلی‌مولار و غلظت پراکسید هیدروژن برابر با 75/0 میلی‌مولار بود که بالاترین کارایی حذف و بالاترین مقدار S/N  برای این فرایند به‌ترتیب 76/81 درصد و 25/38 حاصل شد. با توجه به این که در شرایط اسیدی، افزایش شکل فعال کاتالیزگر (آهن دو ظرفیتی) سبب فعال شدن بهتر و بیشتر اکسیدکننده‌ها (رادیکال هیدروکسید و رادیکال سولفات) می‌شود، در نتیجه کارایی فرایندها در این شرایط بهتر بوده است. نتایج این پژوهش نشان داد که فرایند فعال‌سازی پراکسید هیدروژن با نانو ذرات آهن در حضور امواج فرابنفش به‌دلیل راندمان بالای حذف، زمان تماس کم و کمترین استفاده از ماده اکسیدان می‌تواند به‌عنوان یک روش قابل قبول برای حذف 4-کلروفنل و سایر آلاینده‌های آلی از محیط‌های آبی مورد استفاده قرار گیرد.}, keywords_fa = {UVA-LED,4-کلروفنل,فعال‌سازی,آهن صفرظرفیتی,روش تاگوچی}, url = {https://www.wwjournal.ir/article_81426.html}, eprint = {https://www.wwjournal.ir/article_81426_ac64ec74930d919286bd4929d577f646.pdf} }