توصيفگر ها :
فاضلاب نساجي , اكسيداسيون پيشرفته , الكتروفنتون , كامپوزيت GO-MIL-88(A) , COD , سديم پرسولفات , روش سطح پاسخ , طراحي مركب مركزي
چكيده فارسي :
صنعت نساجي يكي از متنوع‌ترين و پيچيده‌ترين صنايع است. فاضلاب اين صنعت به دليل سميت بالا و عدم تجزيه زيستي مواد رنگزا، جزء فاضلاب‌هاي مقاوم مي‌باشد . مشكل ديگر اين صنعت، مصرف بسيار زياد آب و مواد شيميايي در فرآيند‌هاي مرطوب است كه موجب توليد حجم بالايي فاضلاب شده است. آلاينده‌هاي توليد شده در صنعت نساجي مي‌توانند براي جانداران و محيط زيست، تهديد بزرگي به دنبال داشته باشند. استفاده از تصفيه بيولوژيكي در صنعت نساجي، به دليل ساختار پايدار رنگ‌ها و ساير مواد شيميايي در مقايسه با روش‌هاي ديگر تصفيه، راندمان حذف مطلوبي به همراه ندارد. به همين دليل در سال‌هاي اخير فرآيند‌هاي اكسيداسيون پيشرفته به طور گسترده توجه زيادي را به خود جلب كرده است. هدف اصلي اين پژوهش سنتز كامپوزيت گرافن اكسيد-MIL-88(A) به منظور بهبود خواص MIL-88(A) جهت حذف مواد آلي موجود در ساختار رنگ ديسپرس، با استفاده فرآيند الكتروفنتون و در حضور اكسيد كننده سديم پرسولفات است. به همين منظور ابتدا نانو ميله‌هاي MIL-88(A) به روش هيدروترمال سنتز شده و بر روي بستر گرافن اكسيد نشانده شدند. سپس خصوصيات كامپوزيت سنتز شده با استفاده از آزمون طيف سنج فتوالكتريكي پرتو ايكس (XPS)، آزمون اندازه گيري سطح ويژه (BET)، آزمون طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR)، آزمون پراش سنج پرتو ايكس (XRD)، آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM)، الكتروني عبوري (TEM)، طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDX)، آزمون مغناطيس سنج نمونه ارتعاشي (VSM) بررسي گرديد كه تمام آزمون‌ها تشكيل صحيح ساختار كامپوزيت GO-MIL-88(A) را تاييد كردند. پس از اطمينان از ساختار صحيح كامپوزيت، آزمايش‌ها روي نمونه فاضلاب مركب كارخانه پتو گلبافت انجام شد. در ادامه آزمايش‌هاي اوليه به منظور تعيين دامنه متغير‌هاي pH، زمان، مقدار كامپوزيت GO-MIL-88(A) و اكسيد كننده سديم پرسولفات صورت گرفت. سپس به وسيله نرم افزار Design Expert و روش سطح پاسخ (RSM) متغير‌هاي موثر بهينه شدند. با توجه به روش مركب مركزي (CCD) ، مقدار‌هاي R2 اصلاح شده و پيش‌بيني شده به ترتيب برابر با 9970/0 و9892/0 مي‌باشد كه نشان دهنده مطابقت مدل درجه دو (Quadratic) بر داده‌ها است. نزديكي مقدار R2 اصلاح شده و پيش‌بيني شده، دلالت بر صحت مدل براي كاهش مقدار COD از فاصلاب صنعت نساجي در فرآيند الكتروفنتون دارد. در ادامه براي بررسي سينتيك در فرآيند الكتروفنتون، با توجه به ضريب رگرسيون مدل‌ها، مدل مرتبه دوم انتخاب شد. شرايط بهينه براي انجام آزمايش، 0/5 = pH، مدت زمان 60 دقيقه، غلظت كامپوزيت GO-MIL-88(A) برابربا (g/L) 61/0 و غلظت اكسيد كننده سديم پر سولفات برابر با 017/0 مولار مي‌باشد. مقدار راندمان حذف پيش‌بيني شده و تجربي مطابق با شرايط بهينه، به ترتيب برابر با 46/76 % و 78 % به دست آمد كه بيانگر عملكرد مطلوب كامپوزيت GO-MIL-88(A) و الكترودهاي تيتانيوم و گرافيت براي حذف مواد آلي در فرآيند الكتروفنتون است. مقدار چگالي جريان و فاصله الكترود‌ها در زمان انجام آزمايش‌ها ثابت و به ترتيب برابر با Am-2 9 وcm 1 در نظر گرفته شد.
چكيده انگليسي :
The textile industry is one of the most diverse and complex industries. The wastewater of this industry is one of the resistant wastewaters due to its high toxicity and non-biodegradability of dyes. Another problem of this industry is the high consumption of water and chemicals in wet processes, which causes the production of a large volume of wastewater. Pollutants produced in the textile industry can pose a great threat to living beings and the environment. The use of biological treatment in the textile industry, due to the stable structure of dyes and other chemicals, compared to other methods of treatment, does not have a favorable removal efficiency. For this reason, advanced oxidation processes have attracted a lot of attention in recent years. The main goal of this research is the synthesis of graphene oxide-MIL-88(A) composite in order to improve the properties of MIL-88(A) in order to remove the organic substances in the paint structure in the electrofenton process and in the presence of sodium persulfate oxidizer. For this purpose, MIL-88(A) nanorods were first synthesized by hydrothermal method and deposited on graphene oxide substrate. Then, the properties of the synthesized composite were analyzed using X-ray photoelectric spectrometer (XPS), specific surface measurement analysis (BET), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analysis, X-ray diffractometer analysis (XRD), analysis Scanning Electron Microscope (FE-SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), X-ray Energy Diffraction Spectroscopy (EDX), Vibrating Sample Magnetometer (VSM) analysis were checked, and all the analyzes showed the correct formation of the GO-MIL-88(A) composite structure. confirmed After ensuring the correct structure of the composite, the tests were performed on the composite wastewater sample of Petto Golbaft factory. In the continuation of the preliminary tests, in order to determine the range of pH parameters, time, amount of GO-MIL-88(A) composite and sodium persulfate oxidizer, it was done. Then, effective parameters were optimized by Design Expert software and response surface method (RSM). According to the central composite method (CCD), the corrected and predicted R2 values are equal to 0.9970 and 0.9892, respectively, which indicates the fit of the quadratic model to the data. The closeness of the corrected and predicted R2 value indicates the accuracy of the model for reducing COD from the textile industry in the electrofenton process. Next, to investigate the kinetics in the electrofenton process, according to the regression coefficient of the models, the second-order model was selected. The optimal conditions for conducting the experiment are
pH = 0.5, duration of 60 minutes, the concentration of GO-MIL-88(A) composite is equal to 0.61 (g/L) and the concentration of oxidizing sodium persulfate is equal to 0.017 M . The predicted and experimental removal efficiency values according to the optimal conditions were obtained as 76.46% and 78%, respectively, which indicate the optimal performance of the GO-MIL-88(A) composite and titanium and graphite electrodes for the removal of organic substances in the process. is Electrofenton. The value of the current density and the distance of the electrodes were fixed at the time of conducting the experiments and were considered equal to 9 Am-2 and 1 cm, respectively.
