حذف فنل از پساب پتروشیمی با فرآیند ترکیبی فتوکاتالیزور جذب سطحی TiO۲ و بیوچار پوست و هسته انار

فنل از جمله آلاینده های سمی و پایدار در پساب صنایع پتروشیمی است که حتی در غلظت های پایین خطرات جدی برای سلامت انسان و اکوسیستم های آبی ایجاد می کند. روش های متعارف تصفیه به دلیل سمیت فنل برای میکروارگانیسم ها کارایی مطلوبی در حذف کامل این آلاینده ندارند. هدف از این پژوهش طراحی و ساخت یک سامانه ترکیبی فتوکاتالیست/جاذب سطحی با استفاده از بیوچار حاصل از پوست و دانه انار اصلاح شده با دی اکسید تیتانیوم (TiO۲) به منظور افزایش راندمان حذف فنل از محیط آبی بود. بیوچار از پوست و دانه انار ساوه از طریق فرآیند پیرولیز در دمای ۵۵۰ درجه سانتی گراد تهیه گردید. سپس سطح بیوچار با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم اصلاح شد و نمونه های سنتز شده با استفاده از تکنیک های SEM و FTIR مورد شناسایی قرار گرفتند. آزمایش های جذب سطحی در دو غلظت اولیه ۲۵ و ۵۰ میلی گرم بر لیتر فنل انجام شد و تاثیر تابش نور فرابنفش (UV) بر عملکرد فتوکاتالیستی سامانه نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. اندازه گیری غلظت باقی مانده فنل با استفاده از اسپکتروفوتومتر UV-Vis در طول موج ۲۷۰ نانومتر صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که با افزایش زمان تماس تا ۱۲۰ دقیقه راندمان حذف فنل به طور پیوسته افزایش می یابد. در غلظت اولیه ۲۵ میلی گرم بر لیتر بیوچار اصلاح شده توانست ۷۴٪ از فنل را جذب نماید ظرفیت جذب ۱۸/۵ میلی گرم بر گرم؛ در حالی که در غلظت ۵۰ میلی گرم بر لیتر، راندمان به ۷۶٪ و ظرفیت جذب به ۸۰ میلی گرم بر گرم رسید که نشان از افزایش چشمگیر ظرفیت جذب در غلظت های بالاتر دارد. مهم تر اینکه با اعمال تابش نور UV بر سامانه راندمان نهایی حذف از ۷۴٪ به ۸۴٪ افزایش یافت که موید نقش هم افزایی (سینرژیستی) فرایند فتوکاتالیز در کنار جذب سطحی و تجزیه ی مولکول های فنل به ترکیبات کم خطرتر است. همچنین بیوچار تهیه شده از دانه انار عملکرد بهتری نسبت به نمونه ی پوست انار در حذف آلاینده از خود نشان داد. اصلاح بیوچار با دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک روش موثر کم هزینه و سازگار با محیط زیست پتانسیل بالایی در حذف فنل از پساب های صنعتی دارد. این سامانه ترکیبی با بهره گیری همزمان از مکانیسم های جذب سطحی و تخریب فتوکاتالیستی می تواند راهکاری عملیاتی و پایدار برای تصفیه پساب های پتروشیمی و کاهش آلودگی های زیست محیطی ارائه دهد.

کلیدواژه ها:

حذف ، فنل ، بیوچار اصلاح شده ، دی اکسید تیتانیوم ، دانه انار ، کشاورزی پایدار