معدنی سازی راکتیو سبز 19 در سامانه با جریان چرخشی توسط فرایند ترکیبی ازون/تابش فرابنقش

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسنده

هیات علمی/دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز

چکیده

در این پژوهش، تخریب ماده رنگزای راکتیو سبز 19(RG19) از محیط آبی با استفاده از ازوناسیون تحت تابشدهی فرابنفش (O3/UV) در یک راکتور با جریان چرخشی مورد مطالعه قرار گرفت. کارایی معدنی سازی توسط فرایندهای O3 و O3/UV مورد مقایسه قرار گرفت که به ترتیب 54/78 و 03/91% بعد از 70 دقیقه برای mg/L 100 از ماده رنگزا به دست آمد. سپس، اثر پارامترهای عملیاتی شامل غلظت اولیه RG19، دبی جرمی ازون ورودی و pH اولیه بر میزان حذف اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) مطالعه شد. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که حذف COD با افزایش مقدار ازون و کاهش غلظت ماده رنگزا افزایش می یابد؛ فرایند معدنی سازی به طور مؤثری در شرایط بازی (10=pH) به دلیل افزایش تولید رادیکالهای هیدروکسیل از مولکولهای ازون انجام می شود. سینتیک شبه مرتبه اول برای معدنی سازی RG19 مشاهده شد و انرژی الکتریکی به ازای هر مرتبه (EEO) با استفاده از فرایند ترکیبی O3/UV کاهش می یابد که نشان دهنده اثر هم‌افزایی مناسب فرایندهای فتولیز و ازوناسیون می‌باشد. در نهایت روش طراحی ترکیب مرکزی (CCD) با موفقیت برای پیش بینی درصد حذف COD با عملکرد مناسب (99/0 = R2) و بهینه‌سازی فرایند به کار گرفته شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Mineralization of reactive green 19 in recirculating system by combined O3/UV process

نویسنده [English]

  • Behrouz Vahid
Academic staff/ Islamic Azad University, Tabriz Branch
چکیده [English]

In this research, the degradation of C.I. Reactive Green 19 (RG19) from aqueous solution has been studied by the ozonation under UV irradiation (O3/UV) in recirculating mode. Mineralization efficiency was compared using the O3 and O3/UV processes, which was 78.54% and 91.03% after 70 min for 100 mg/L of the dye, respectively. Then, the effect of experimental parameters on the O3/UV process including initial RG19 concentration, ozone mass flow rate and initial pH on the COD removal was studied. The obtained results revealed that the COD removal increases by enhancement of ozone amount and decreasing of the DR23 concentration; the mineralization process was performed efficiently at the basic condition (pH= 10) due to the production of extra hydroxyl radicals from ozone molecules. The pseudo-first order kinetic was observed for the dye mineralization and electrical energy per order decreases using the O3/UV process indicating adequate synergistic effect of the photolysis and ozonation. Eventually, central composite design (CCD) approach was properly applied for prediction of the COD removal with appropriate performance (R2 = 99%) and optimization of the process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ozonation
  • UV irradiation
  • Mineralization
  • Electrical energy evaluation
  • Central composite design
[1] A. Asghar, A.A.A. Raman, W.M.A.W. Daud, Journal of cleaner production, 87 (2015) 826.
[2] M.J. Bashir, S.S.A. Amr, S.Q. Aziz, N.C. Aun, S. Sethupathi, Middle-East Journal of Scientific Research, 23 (2015) 244.
[3] M.N. Chong, B. Jin, C.W. Chow, C. Saint, Water research, 44 (2010) 2997.
]4[ احمدپور، امین؛ حقیقی اصل، علی؛ فلاح، نرگس؛ مجله علمی- پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 42 (1396) ص 253.
]5[ فیروزی، مهزاد؛ نوری، آزیتا ؛ نوزاد گلی کند، احمد؛ مجله علمی- پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 42 (1396) ص 23.
[6] H.A. Foster, I.B. Ditta, S. Varghese, A. Steele, Applied microbiology and biotechnology, 90 (2011) 1847.
[7] Z. He, S. Song, M. Xia, J. Qiu, H. Ying, B. Lü, Y. Jiang, J. Chen, Chemosphere, 69 (2007) 191.
[8] Q. Xie, X. Dong, W. Huang, H. Xu, H. Du, Environment Protection Engineering, 38 (2012) 87.
[9] N. Getoff, Research on Chemical Intermediates, 27 (2001) 343.
[10] B. Vahid, T. Mousanejad, A. Khataee, Research on Chemical Intermediates, 41 (2015) 7029.
[11] H. Xu, W. Xu, J. Wang, Environmental Progress & Sustainable Energy, 30 (2011) 208.
[12] B.S. Magbanua Jr, G. Savant, D.D. Truax, Journal of Environmental Science and Health Part A, 41 (2006) 1043.
[13] A. Asghar, A.A. Abdul Raman, W.M.A.W. Daud, The Scientific World Journal, 2014 (2014).
[14] K. Golka, S. Kopps, Z.W. Myslak, Toxicology letters, 151 (2004) 203.
[15] W.E. Federation, A. Association, American Public Health Association (APHA): Washington, DC, USA, (2005).
[16] J. Gong, Y. Liu, X. Sun, Water research, 42 (2008) 1238.
[17] O. Legrini, E. Oliveros, A. Braun, Chemical reviews, 93 (1993) 671.
[18] A. Khataee, P. Gholami, B. Vahid, Ultrasonics Sonochemistry, 29 (2016) 213.
[19] Y.L. Pang, A.Z. Abdullah, S. Bhatia, Desalination, 277 (2011) 1.
[20] C. Poon, Q. Huang, P. Fung, Chemosphere, 38 (1999) 1005.
[21] A. Tehrani-Bagha, N. Mahmoodi, F. Menger, Desalination, 260 (2010) 34.
[22] Z. Qiang, J.-H. Chang, C.-P. Huang, Water Research, 36 (2002) 85.
[23] Y. Bustos-Terrones, J.G. Rangel-Peraza, A. Sanhouse, E.R. Bandala, L.G. Torres, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 91 (2016) 61.
[24] J.R. Bolton, K.G. Bircher, W. Tumas, C.A. Tolman, Pure and Applied Chemistry, 73 (2001) 627.
[25] A. Sennaoui, F. Sakr, S. Alahiane, A. Assabbane. International Journal of Materials Chemistry and Physics, 1 (2015) 67.
[26] A. Khataee, H. Marandizadeh, B. Vahid, M. Zarei, S.W. Joo, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 73 (2013) 103.
[27] R. Marandi, M. Khosravi, M. Olya, B. Vahid, M. Hatami, IET Micro & Nano Letters, 6 (2011) 958.
[28] M. Sheydaei, S. Aber, A. Khataee, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20 (2014) 1772.
[29] R.G. Rice, Ozone: science & engineering, 18 (1996) 477.