بررسی سینتیک واکنش تخریب استانیلید از پساب صنایع دارویی با فرایند ازون‌زنی

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

عارف شکری ¹ (دکترای شیمی کاربردی گروه شیمی، دانشگاه پیام نور تهران، تهران، ایران.)
میثم عبدالکریمی ² (استادیار گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران)

تاریخ دریافت : 1399/11/22 تاریخ پذیرش : 1399/11/22 تاریخ انتشار : 1399/12/01

کلید واژه: اکسیژن موردنیاز شیمیایی, استانیلید, فرایند ازون‌زنی, واکنشگاه‌های نیم‎پیوسته, طراحی آزمایش باکس بنکن,

چکیده مقاله :

استانیلید یکی از مهم‌ترین مواد شیمیایی واسطه در صنایع داروسازی است که به‎عنوان تب‌بر و پاددرد استفاده می‌شود. تاکنون برای تصفیه و تخریب پساب حاوی این آلاینده هیچ کار پژوهشی انجام نشده است. در این پژوهش، برای نخستین بار پساب تهیه ‎شده حاوی استانیلید با فرایند ازون‌زنی موردتصفیه قرارگرفت. اثر متغیرهای فرایندی با روش طراحی آزمایش باکس بنکن در واکنشگاه نیم‎پیوسته بررسی شد. مقدار ازون برابر با 15 میلی‌گرم بر لیتر، pH برابر با 9 و غلظت اولیه استانیلید برابر با 50 میلی‌گرم بر لیتر به‎عنوان شرایط بهینه به‎دست آمد و در این شرایط در مدت 30 دقیقه، 100 % از آلاینده و 5/61 % از اکسیژن موردنیاز شیمیایی (COD) حذف شد. مهم‌ترین عامل تاثیرگذار بر فرایند pH بود. به‎علت تشکیل رادیکال هیدروکسیل، بازده تخریب آلاینده در محیط قلیایی بیشتر بود. به‎علت تولید ترکیبات حد واسط کربوکسیلیک اسیدی، مقدار تخریب استانیلید بسیار بیشتر از سرعت معدنی‎سازی و حذف اکسیژن موردنیاز شیمیایی بود. معادله سرعت تخریب آلاینده از نوع شبه‎درجه اول بود و ثابت سرعت و زمان نیمه-‎عمر واکنش تخریب، به ترتیب برابر با 1-min 3-10 ×2/155 و 55/4 دقیقه تعیین شد.

چکیده انگلیسی:

Acetanilide is one of the most important intermediate chemicals in the pharmaceutical industry, which is used as an antiseptic and analgesic, and so far no research has been done to treat and destroy the effluent containing this contaminant. In this study, for the first time, synthetic wastewater containing Acetanilide has been treated with ozonation process and the effect of process variables was investigated using BoxBehnken design method in semi− batch reactor. The optimum condition was achieved at 15 mg/l of ozone, the pH at 9 and the initial concentration of Acetanilide at 50 mg / l, and in 30 minutes 100% of the Acetanilide and 61.5% of Chemical Oxygen Demand (COD) were removed. The most important influencing factor was pH, and due to the formation of hydroxyl radical, the efficiency of pollutant degradation in alkaline environment was higher. Due to the production of intermediate carboxylic acid, the rate of destruction of Acetanilide was much higher than the rate of mineralization and removal of COD. The rate equation of pollutant degradation was of the pseudo− first order type and the rate constant and half− life of the degradation reaction were determined to be as 152.2×10-3 min-1 and 4.55 min, respectively.  

منابع و مأخذ:

[1] Zareen, K.; Anjaneyulu, Y.; J. Hazard Mater. B 118, 161−169, 2005.

[2] Shokri, A.; Mahanpoor, K.; Soodbar, D.; J. Environ. Chem. Eng. 4, 585–598, 2016.

[3] Song, S.; Xia, M.; He, Z.; Ying, H.; Lu, B.; Chen, J.; J. Hazard Mater. 144, 532−537, 2007.

[4] Mohadesi, M.; Shokri, A.; Desal. Water Treat. 81, 199–208, 2017.

[5] Shokri, A.; Hassani Joshaghani A.; Russ. J. Appl. Chem. 89, 1985–1990, 2016.

[6] Shokri, A.; Int. J. Nano Dimens. 7, 160–167, 2016.

[7] Gharbani, P.; Tabatabaii, S.M.; Mehrizad, A.; Int. J. Environ. Sci. Tech. 5, 495−500, 2008.

[8] Benitez, F.J.; Beltran Heredia, J.; Acero, J.L.; Rubio, F.J.; J. Hazard Mater. 79, 271−285, 2000.

[9] Diwani, G.E.; Rafie, S.E.; Hawash, S.; Int. J. Environ. Sci. Tech. 6, 619−628, 2009.

[10] Panjeshahi, M.H.; Ataei, A.; Int. J. Environ. Sci. Tech. 5, 251−262, 2008.

[11] Shokri, A,; Mahanpoor, K,; Soodbar, D.; Desal. Water Treat. 57, 16473−16482, 2016.

[12] Elsousy, K.; Hussen, A.; Hartani, K.; ElAila, H.; J J Chem, 2, 97−103, 2007.

[13] Moradi, H.; Sharifnia, S.; Rahimpour, F.; Mater. Chem. Phys. 158, 38–44, 2015.

[14] Majdi, H.; Esfahani, J.A.; Mohebbi, M.; Computers and Electronics in Agriculture 156, 2019, 574− 584.

[15] Mahesh, R.; Gadekar, M.; Ahammed, M.; J. Environ. Manage. 231, 2019, 241− 248.

[16] Ahmadi, M.; Rahmani, K.; Rahmani, A.; Rahmani, H.; Pol. J. Chem. Technol. 19(1), 104–112, 2017.

[17] Gasemloo, S.; Khosravi, M.; Sohrabi, M.R.; J Cleaner Production 208, 2019, 736− 742.

[18] Moradi, M.; Ghanbari, F.; Tabrizi, E.M.; Toxicological & Environ. Chem. 97, 2015, 700-709.

[19] Mohadesi, M.; Shokri, A.; Int. J. Env. Sci. Technol. 16(11), 7349-7356, 2019.

[20] Muthukumar, M.; Sargunamani, D.; Selvakumar, N.; Rao, V.J.; Dyes Pigments 63, 127–134, 2004.

[21] Song, S.; Xia, M.; He, Z.; Ying, H.; Lu, B.; Chen, J.; J. Hazard Mater. 144, 532–537, 2007.

[22] Tawabini, B.; Zubair, A.; Desalination 267, 16–19, 2011.

[23] Gharbani, P.; Khosravi M.; Tabatabaii S.M.; Zare K.; Dastmalchi S.; Mehrizad A.; Int. J. Environ. Sci. Tech. 7, 377–384, 2010.

[24] Shokri, A.; Russ. J. Appl. Chem. 88, 2038−2043, 2015.

[25] Shokri, A.; ;Desal Wat Treat, 58, 258–266, 2017.