استفاده از روش اکسیداسیون پیشرفته فنتون جهت تصفیه پسابهای حاوی آلاینده‌های نفتی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی تجزیه-فیزیک و کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه ارومیه، آذربایجان غربی، ایران

2 گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه گیلان، رشت، گیلان، ایران

چکیده

در این پژوهش، از فرآیند اکسیداسیون پیشرفته به روش فنتون، به عنوان روش تصفیه شیمیایی نوین استفاده شد. در فرآیند تصفیه فنتون، pH واکنش، غلظت کاتالیزور آهن II))، غلظت اکسنده هیدروژن پراکسید و زمان انجام واکنش چهار پارامتر اصلی و تعیین‌کننده راندمان تصفیه می‌باشند. تأثیر هر یک از این پارامترها در فرآیند تصفیه بسیار مهم است. بنابراین جهت رسیدن به راندمان مطلوب و به حداقل رساندن هزینه تصفیه باید مقدار بهینه هر یک از پارامترها تعیین شود. نتایج نشان داد که بهترین pH برای روش فنتون در حذف کدورت و COD در pH برابر 3 می‌باشد و بالاترین راندمان حذف COD و کدورت در غلظت کاتالیزور mg/L 250، غلظت اکسنده mg/L 500 و زمان انجام واکنش 40 دقیقه به ترتیب با مقادیر 89 و 95 درصد بدست آمد که به عنوان شرایط بهینه انتخاب گردید. همچنین، بررسی مدلهای سینتیکی جهت یافتن سرعت واکنش نیز نشان داد که مدل سینتیکی Behnajady– Modirshahla–Ghanbery (BMG) مطابقت بیشتری نسبت به مدلهای سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم دارد و دارای ضریب همبستگی 9938/0 می‌باشد. در نتیجه، میتوان از فرآیند فنتون، به عنوان روشی جهت تصفیه پساب‌های حاوی آلاینده نفتی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Using of Fenton advanced oxidation method for treatment of oily-contaminated wastewater

نویسندگان [English]

  • Fariba Ostovar 1
  • Naser Samadi 1
  • Reza Ansari 2
1 Department of Analytical -Physics and Apply Chemistry, Faculty of Chemistry, Urmia University, Urmia, Western Azerbaijan, Iran
2 Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Guilan, Rasht, Guilan, Iran
چکیده [English]

Today, water is one of the most important human concerns, especially in arid areas. One of the things that can be recycled to turn it into water used for industrial or agricultural purposes and also prevent the entry of very harmful pollutants into nature, is the treatment of wastewater containing oil pollutants. In this study, the advanced oxidation process using the Fenton method was used as a new chemical treatment method. In the Fenton treatment process, the pH of the reaction, the concentration of iron (II) catalyst, the oxidizing concentration of hydrogen peroxide and the reaction time are the four main parameters that determine the treatment efficiency. Therefore, to achieve the desired efficiency and minimize the cost of treatment, the optimal value of each parameter should be determined. The results showed that the best pH for the Fenton method in removing turbidity and COD at pH equal 3 and the highest removal efficiency of COD and turbidity in catalyst concentration of 250 mg/L, the oxidizing concentration of 500 mg/L and reaction time of 40 minutes were obtained with values of 89% and 95%, respectively, which were selected as the optimal conditions. Also, the study of kinetic models to find the reaction rate showed that the Behnajady – Modirshahla – Ghanbery (BMG) kinetic model is more consistent than the pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models and has a correlation coefficient of 0.9938. As a result, the Fenton process can be used as a treatment for petroleum-containing effluents.

کلیدواژه‌ها [English]

  • oily-contaminated wastewater
  • Chemical treatment
  • Advanced oxidation
  • Fenton

مراجع

[1] M. Esmhosseini,  S. Solatifar,  A. Mirzanejad,  N. Solatifar, J. Of Applied Chemistry, 3 (2008), 13, in Persian.
[2] M. Esmhosseini,  M. Esmhosseini,  S. Solatifar,  A. Mirzanejad,  N. Solatifar, J. Of Applied Chemistry, 5 (2010), 75, in Persian.
[3] S. Jiménez, M.M. María, A. Marina, F. Enrique, J.M. Jorge, M. Francisco, C. Sandra,  Chemosphere,  168 (2017) 309.
[4] S. Jiménez, M. Andreozzi, M.M. Micó, M.G. Álvarez, S. Contreras,  Sci Total Environ, 666 (2019) 12.
[5] A. Fakhru’l-Razi, A.R. Pendashteh, L.C. Abdullah, D.R.A. Biak, S.S. Madaeni, Z.Z. Abidin, J. Hazard. Mater, 170 (2009) 530.
[6] A. Hasani,  M. Defe Jafari,  Z. Hejri,  M.Omidvar, J. Of Applied Chemistry, 14 (2019), 89, in Persian.
[7] A. Arabi,  J. Mahmoudi,  M. Ghadiri,  M. Sedaghat, J. Of Applied Chemistry, 5 (2010) 33.
[8] S. Jiménez, M. Micó, M. Arnaldos, F. Medina, S. Contreras, Chemosphere, 192 (2018) 186.
[9] M.A. Al-Ghouti, M.A. Al-Kaabi, M.Y. Ashfaq, D.A. Da’na, J. Water Process. Eng. 28 (2019) 222.
[10] L. Palmer, A. Beyer, J. Stock, J. Pet. Technol. 33 (1981) 131.
[11] N.J. Vickers, Curr. biol. 27 (2017) R713-R715.
[12] F. Zhou, M. Zhao, W. Ni, Y. Dang, C. Pu, F. Lu, Oilfield Chem., 17 (2000) 256.
[13] D. Freire, M. Cammarota, G. Sant'Anna, Environ. Technol, 22 (2001) 1125.
[14] G.T. Tellez, N. Nirmalakhandan, J.L. Gardea-Torresdey,  Advanc. Environ.l Res., 6 (2002) 455.
[15] C. Bouasla, M.E. Samar -H, F. Ismail, Desalination, 254 (2010) 35.
[16] C.K. Duesterberg, T.D. Waite, Environ Sci Technol, 40 (2006) 4189.
[17] Y. Mokhbi, M. Korichi, Z. Akchiche, Appl. Water Sci., 9 (2019) 35.
[18] SH. Lin, C.C. Lo, Water res.,  31 (1997) 2050.
[19] F. Ostovar, N. Abedinzadeh, S. Pourkarim, H. Mirblooki, M. Yazdi, Desalination Water Treat., 211 (2021) 131.
[20] Y. Mokhbi, M. Korichi, Z. Akchiche, Appl. Water Sci., 9 (2019) 1.
[21] J. Bergendahl, S. Hubbard, D. Grasso, J. Hazard. Mater, 99 (2003) 43.
[22] B. Hasan, A.A. Abdul Raman, W.M.A. Wan Daud,  Sci. World J., 2014 (2014) 1.
[23] P. Bautista, A. Mohedano, M. Gilarranz, J. Casas, J. Rodriguez, J. Hazard. Mater,  143 (2007) 128.
[24] C. Walling, Al-Khwarizmi Eng. J., 8 (1975) 125.
[25] M. Ebrahim, AI. Alwared, Y.A. Mustafa, Al-Khwarizmi Eng. J., 10 (2014) 53.
[26] C.S. Santana, M.D.N. Ramos, C.C.V. Velloso, A. Aguiar, Int. J. Environ. Res. Public Health, 16 (2019) 1602.
[27] B. Hameed, T. Lee, J. Hazard. Mater, 164 (2009) 468.
[28] F. Barreto, C.S. Santana, A. Aguiar,  Desalin. Water Treat., 57 (2016) 431.
[29] M. Neamtu, A. Yediler, I. Siminiceanu, A. Kettrup,  J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 161 (2003) 87.
[30] M. Muruganandham, R. Suri, S. Jafari, M. Sillanpää, G-J. Lee, J. Wu, M. Swaminathan,  Int. j. photoenergy, 2014 (2014).
[31] F. Benitez, J. Acero, F. Real, F. Rubio, A. Leal, Water Res., 35 (2001) 1338.
[32] B.G. Kwon, D.S. Lee, N. Kang, J. Yoon, Water Res., 33 (1999) 2110.
[33] R. Chen, J.J. Pignatello, Environ. Sci. Technol., 31 (1997) 2399.
[34] D.A.D.A. Aljubourya, P. Palaniandy, H.B.A. Aziz, S. Feroz,  Hung. J. Ind. Chem., 43 (2015) 97.
[35] B. Lodha, S. Chaudhari,  J. Hazard. Mater,  148 (2007) 459.
[36] E. Neyens, J. Baeyens, M. Weemaes, J. Hazard. Mater, 98 (2003) 91.
[37] A. Mukherji, C. Sun, S.C. Smith, G.Q. Lu, L. Wang,  J. Phys. Chem., 115 (2011) 15674.
[38] M.A. Tony, Y. Zhao, P.J. Purcell, M. El-Sherbiny, J. Environ. Sci. Health A, 44 (2009) 488.
[39] A. Coelho, A.V. Castro, M. Dezotti, Jr. G. Sant’Anna, J. Hazard. Mater, 137 (2006) 178.
[40] Y. Deng, J. Hazard. Mater, 146 (2007) 334.
[41] J.J. Pignatello, E. Oliveros, A. MacKay,  Crit. Rev. Env. Sci. Tec., 36 (2006) 1.
[42] S. Rodriguez, L. Vasquez, D. Costa, A. Romero, A. Santos,  Chemosphere, 101 (2014) 86.
[43] X-R. Xu, X-Z. Li, Sep. Purif. Technol., 72 (2010) 105.
[44] Y-q. Zhang, X-f. Xie, W-l. Huang, S-b. Huang, J Cent. South. Univ., 20 (2013) 1010.
[45] M. Samadi, E.Z. KASHITARASH, K. Naddafi,  Int. J. Environ. Res., 7 (2013) 187.
[46] J. De Laat, G.T. Le, B. Legube,  Chemosphere, 55 (2004) 715.
[47] C. Sidney Santana, M.D. Nicodemos Ramos, C.C. Vieira Velloso, A. Aguiar, Int. J. Environ. Res. Public Health, 16 (2019) 1602.
[48] D.C. Hakika, S. Sarto, A. Mindaryani, M. Hidayat, Catalysts, 9 (2019) 881.
[49] Q. Zhang, C. Wang, Y. Lei, J. Adv. Oxid. Technol., 19 (2016) 125.
[50] Y. Chen, Y. Cheng, X. Guan, Y. Liu, J. Nie, C. Li, Sci. Rep., 9 (2019) 1.
[51] N. Ertugay, F.N. Acar, Arab. J. Chem., 10 (2017) S1158-S1163.
[52] B. Palas, G. Ersöz, S. Atalay, Sep. Sci. Technol., 52 (2017) 404.
شیمى کاربردى روز
دوره 16، شماره 61
دی 1400
صفحه 85-100

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار