عنوان :
ارزيابي حضور اكسيد كننده‌هاي Na2S2O8,NaIO4,H2O2 در فرايندهاي فنتون و فوتوفنتون در رنگ زدايي از فاضلاب نساجي
توصيفگر ها :
فرايند اكسيداسيون پيشرفته , سديم پريدات , سديم پرسولفات , هيدروژن پراكسيد , فاضلاب نساجي , روش سطح پاسخ
چكيده فارسي :
امروزه تصفيه فاضلاب نساجي و رنگرزي به دليل حجم زياد مواد آلاينده شيميايي و مواد آلي موجود در آن‌ها و همچنين مصرف بالاي آب در اين صنعت اهميت زيادي دارد. استفاده مجدد از آب توليد شده در اين صنعت و افزايش كيفيت آن‌ها قبل از ورود به محيط زيست دو هدف مهم تصفيه فاضلاب نساجي و رنگرزي به شمار مي‌روند. انجام فرآيندهاي تصفيه بيولوژيكي براي حذف رنگ با توجه به پيچيده و مقاوم بودن ساختار رنگ‌ها در مقابل تجزيه بيولوژيكي داراي چالش مي باشد. به همين دليل در سال هاي اخير نياز به انجام مطالعات در مورد تكنولوژي‌هاي جايگزين بر مبناي فرايندهاي فيزيكي و شيميايي احساس شده است. در ميان اين تكنولوژي‌ها، فرايندهاي اكسيداسيون پيشرفته به طور گسترده‌اي براي تصفيه انواع فاضلاب از جمله فاضلاب‌هاي نساجي كاربرد دارد. هدف اصلي در اين نوع فرآيندها توليد ماده اكسيد كننده بر مبناي راديكال‌هاي هيدروكسيل و سولفات مي‌باشد كه باعث تجزيه رنگ مي‌شود. همچنين با اضافه نمودن اشعه‌ي UV مي‌توان حضور اين راديكال‌ها را بهبود بخشيد تا ميزان حذف رنگ با راندمان بالاتري صورت گيرد.
هدف اصلي اين مطالعات، بررسي و عملكرد فرآيندهاي اكسيداسيون فنتون و فوتو فنتون در حضور اكسيد كننده هايH2O2,NaIO4 وNa2S2O8 در حذف رنگ از فاضلاب نساجي مي‌باشد. به منظور بررسي و بهينه‌سازي فرآيندها براي كاهش ميزان رنگ، آزمايشات اوليه با متغيرهاي مقدار ماده اكسيد كننده، pHاوليه، مقدار آهن و زمان انجام واكنش به عنوان فاكتورهاي موثر و ميزان كاهش رنگ به عنوان پاسخ آزمايش‌ها در نظر گرفته شد. آزمايش هاي اوليه به صورت ناپيوسته و يكبار در حضورUV و بار ديگر در شرايط عدم حضور UV مورد بررسي قرار گرفتند. با توجه به آزمايشات اوليه سطوح هر عامل براي آزمايشات اصلي تعيين شد. در تمامي آزمايش‌هاي اوليه براي زمان، مقادير از 5 تا 180 دقيقه انتخاب شد و pH در بازه 1 تا 11 مورد بررسي قرار گرفتند. براي دو ماده‌ي NaIO4و Na2S2O8 بازه‌ي صفر تا132/0 گرم و براي H2O2 بازه‌ي صفر تا 16/0 ميلي ليتربراي آزمايشات اوليه در نظر گرفته شد. لازم به ذكر است كه براي ميزان آهن در شرايط مختلف بازه‌هاي متفاوتي در نظر گرفته شده است و كليه‌ي آزمايش‌ها در حجم 150 ميلي ليتر و با سه بار تكرار صورت گرفته‌اند. بعد از انتخاب سطوح هر عامل، آزمايشات اصلي انجام شد. جهت بررسي تاثير عوامل مذكور از روش طراحي پاسخ سطح(طرح مركب مركزي) استفاده شد. با وارد كردن داده‌هاي حاصل از آزمايش، نرم‌افزار با توجه به شرايط آزمايش مدل‌هاي مختلفي را متناسب با آن پيشنهاد داد. به عنوان نتيجه كلي تحقيق مي‌توان چنين اظهار داشت كه فرآيندها عملكرد مناسبي در جهت كاهش ميزان رنگ داشته‌اند. ماده‌ي سديم پريدات در هر دو حالت در حضور اشعه‌ي UV و بدون حضور آن راندمان حذف رنگ را به بيش از 90% رسانيد. حضور اشعه اثر زيادي بر راندمان ماده‌ي سديم پرسولفات داشت و راندمان حذف در حالت بدون حضور اشعه حدود 85% و در حضور اشعه در حدود 95% بوده است. ماده‌ي هيدروژن پراكسيد در حضور و نبود اشعه كمترين اثر را بر روي حذف رنگ داشته است. تمامي حالات از مدل درجه‌ي 2((Quadratic پيروي كرده‌اند. بررسي داده‌ها با توجه به طراحي آزمايش صورت گرفته نشان داده است كه تمامي آزمايش صحت و درستي خوبي دارند زبرا مقدار R2 آن‌ها بيش از 9/0 بوده و نزيك به مقادير پيش بيني شده و تعديل شده‌ي R2 بوده كه دلالت بر درستي مدل دارند. بنابراين مي‌توان گفت كه مدل مركب مركزي به كار رفته براي بهينه‌سازي پارامترها جهت حذف رنگ موثر است.
چكيده انگليسي :
Today, the treatment of textile and dyeing wastewater is very important in this industry due to the large number of chemical pollutants and organic substances in them, as well as the high consumption of water. Reusing water produced in this industry and increasing its quality before entering the environment are two important achievements of textile and dyeing wastewater treatment. Carrying out biological purification processes to remove color is a challenge due to the complex and resistant structure of colors against biological decomposition. For this reason, in recent years, the need to conduct studies on alternative technologies based on physical and chemical processes has been felt. Among these technologies, advanced oxidation processes are widely used to treat all types of wastewater, including textile wastewater. The main goal in these types of processes is to produce an oxidizing agent based on hydroxyl and sulfate radicals, which causes color decomposition. Also, by adding UV rays, the presence of these radicals can be improved and the amount of color removal can be done with higher efficiency.
The main goal of these studies is to investigate and perform oxidation processes in the presence of H2O2, NaIO4, and Na2S2O8 oxidants in removing color from textile wastewater. To check and optimize the processes to reduce the amount of color, preliminary experiments were considered with the variables of the amount of oxidizing agent, initial pH, amount of iron, and reaction time as effective factors and the amount of color reduction as the response of the experiments. The initial experiments were conducted continuously, once in the presence of UV and the other in the absence of UV. According to the preliminary tests, the levels of each factor were determined for the main tests. In all the preliminary tests for time, the values were chosen from 5 to 180 minutes and the pH was investigated in the range of 1 to 11. For the two substances NaIO4 and Na2S2O8, the range of zero to 0.133 grams and for H2O2 the range of zero to 0.16 ml were considered for initial tests. It should be noted that different intervals have been considered for the amount of iron in different conditions and all the experiments were done in a volume of 150 ml and repeated three times. After selecting the levels of each factor, the main tests were performed. To investigate the effect of the mentioned factors, the surface response design method (central composite design) was used. By entering the data from the test, the software proposed different models according to the test conditions. As a general result of the research, it can be stated that the processes had a good performance in reducing the amount of color. The substance sodium periodate increases the color removal efficiency to more than 90% in both cases in the presence of UV rays and without it. The presence of radiation had a great effect on the efficiency of sodium persulfate, and the removal efficiency in the absence of radiation was about 85% and in the presence of radiation was about 95%. Hydrogen peroxide had the least effect on color removal in the presence and absence of radiation. All the situations have followed the 2nd-degree Quadratic model. The data analysis according to the design of the experiment has shown that all the experiments have good accuracy and correctness, for example, their R2 value is more than 0.9 and is close to the values predicted and adjusted R2, which indicates the correctness of the model, so it can be said that the central composite model used to optimize the parameters to remove color is effective.
