فرآیند اکسیداسیون پیشرفته بر اساس رادیکال سولفات (AOP-SR) در یک راکتور uv برای تجزیه پنتاکلروفنل از محیط های آبی: کانی سازی، سینتیک و مسیر تخریب

زمینه و هدف: ترکیبات آلی در فاضلاب صنایع به وفور یافت می شوند و تاثیر مخربی بر محیط زیست دارند لذا تصفیه این نوع فاضلاب ها از مهمترین مسائل محیط زیست است. پنتاکلروفنل(PCP)، یکی از مشتقات خانواده فنل است و به دلیل بالا بودن تعداد کلر بر روی حلقه بنزنی آن، بیشتر از سایر مشتقات آن مورد توجه قرار گرفته است. فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته به طور گسترده برای از بین بردن آلاینده های آبی از آب آشامیدنی و فاضلاب استفاده می شوند. در فرایند پرسولفات/ UV تابش اشعه ماوراء بنفش (UV) به عنوان نوعی انرژی برای فعال سازی پرسولفات در نظر گرفته می شود. در این مطالعه اثرات دوز پرسولفات، pH، غلظت اولیه پنتاکلروفنل به عنوان یک آلاینده و زمان واکنش بر راندمان حذف فرآیند پرسولفات/ UV بررسی شد. محصولات جانبی پس از فرآیند تخریب پنتاکلروفنل و گونه های واکنشی غالب در روند پرسولفات / UV نیز مشخص شدند. مواد و روش ها: محلول استوک پنتاکلروفنل با غلظت ۱۰۰۰میلیگرم بر لیتر از حل کردن ۱گرم پودر پنتاکلروفنل نمک سود (Na- PCP) با آب دو بار تقطیر شده آماده شد. راکتور UV با ۱۰۰۰میلی لیتر محلول حاوی غلظت مورد نظر پنتاکلروفنلپس از تنظیم pH محلول و اضافه کردن مقادیر موردنظر پرسولفات سدیم پر شد. نتایج: با افزایش غلظت اولیه آلاینده، رادیکال های اکسیدکننده برای اکسیداسیون پنتاکلروفنل کافی نیستند و بازده حذف کاهش می یابد. وقتی غلظت پرسولفات از ۲۵به ۱۰۰میلی گرم در لیتر افزایش می یابد راندمان حذف از ۹۶/۳۷درصد به ۹۸/۷۸درصد افزایش می یابد. شرایط قلیایی (یعنی pH>۸/۵) می تواند مکانیسم تبدیل رادیکال پرسولفات به رادیکال هیدروکسیل را در سیستم فعال سازی پرسولفات القا کند. با افزایش زمان واکنش از ۱۰ تا ۴۰ دقیقه راندمان حذف از ۹۷/۶۷درصد به ۹۸/۷۸درصد افزایش می یابد.میزان معدنی سازی پنتاکلروفنل در فرآیند پرسولفات/ UV با استفاده از میزان کل کربن آلی (TOC) و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی(COD) اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که میزان TOC و COD پنتاکلروفنل در ۴۰ دقیقه زمان واکنش در شرایط بهینه به ترتیب % ۶۱و % ۸۲/۳به دست آمد.نتایج نشان میدهد که در حضور متانول، بازده حذف بیشتر از حضور ترت بوتانول کاهش مییابد و بیانگر غالب بودن رادیکال سولفات می باشد. نتیجه گیری: یافته ها نشان داد که شرایط بهینه برای تخریب پنتاکلروفنل در غلظت ۱۰۰میلی گرم بر لیتر پرسولفات، pH= ۱۱ ، زمان واکنش ۴۰دقیقه و غلظت اولیه پنتاکلروفنل ۲۵میلی گرم در لیتر می باشد. نتایج تجربی نشان داد که فرایند پرسولفات/ UV در حذف پنتاکلروفنل با راندمان بالا ( % ۹۸/۷۸در شرایط بهینه) بسیار موثر است. غلظت پرسولفات کارآمدترین عامل در عملکرد فرایند پرسولفات/ UV است. پس از ۴۰دقیقه زمان واکنش با استفاده از فرایند پرسولفات/UV، میزان حذف COD و TOC به ترتیب ۸۲/۳ و ۶۱درصد در شرایط بهینه به دست آمد. فرایند حذف پنتاکلروفنل از سینتیک درجه اول کاذب پیروی کرد و رادیکال سولفات رادیکال واکنشی غالب تولید شده در فرایند اکسیداسیون بود.

کلیدواژه ها:

پرسولفات ، UV ، رادیکال سولفات ، پنتاکلروفنل ، تاگوچی