تصفیه پسابهای پالایشگاهی با استفاده از فرآیند ترکیبی فنتون - ماوراء‌بنفش

محورهای موضوعی : آلودگی محیط زیست (آب و فاضلاب)

هادی شایق ¹ , حمید کاظمی اسفه ² , حسین حسینی ³

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی-مهندسی فرآیند، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آبادان، آبادان، ایران.
2 - استادیار گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ماهشهر، ماهشهر، ایران. * (مسوول مکاتبات)
3 - استادیار گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آبادان، آبادان، ایران.

تاریخ دریافت : 1397/05/06 تاریخ پذیرش : 1398/05/16 تاریخ انتشار : 1400/05/01

کلید واژه: ماوراء‌بنفش, فنتون, BOD, O & G, COD,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: حذف هیدروکربن‌های سنگین و پساب‌های بیولوژیکی عموماً پیچیده و دشوار است. هدف از این تحقیق تصفیه پسابهای پالایشگاهی با استفاده از فرآیند ترکیبی فنتون - ماوراء‌بنفش می‌باشد.روش بررسی: فرآیند‌های اکسیداسیون پیشرفته می‌توانند ضمن کاهش بار شیمیایی پساب به کاهش بار بیولوژیکی نیز منجر شوند. در این تحقیق، مطالعه آزمایشگاهی کاهش اکسیژن مورد نیاز شیمیایی(COD) ، اکسیژن خواهی بیولوژیکی(BOD) و روغن و گریس(O & G) با روش فنتون و تابش اشعه ماوراء‌بنفش انجام شده و اثر شرایط عملیاتی مانند pH، میزان آب‌اکسیژنه، دما و زمان پرتو دهی اشعه ماوراء‌بنفش بررسی شد.یافته‌ها: نمونه پساب صنعتی از یکی از شرکت‌های پالایشگاهی تهیه شد. مطابق نتایج بدست آمده، شرایط بهینه جهت حذف COD شامل زمان پرتودهی30 دقیقه،pH برابر 3، دمای 35 درجه سانتی‌گراد، میزان آب اکسیژنه محلول 85 میلی‌لیتر نسبت به250 میلی‌لیتر و حذف COD تا 45/74% بدست آمد. همچنین شرایط بهینه جهت حذف روغن و گریس شامل زمان پرتودهی20دقیقه،pH برابر3، دمای 35 درجه سانتی‌گراد، میزان آب اکسیژنه محلول 85 میلی‌لیتر نسبت به 250 میلی‌لیتر و حذف روغن و گریس تا 8/89% بدست آمد. همچنین شرایط بهینه جهت حذف BOD شامل زمان پرتودهی20 دقیقه،pH برابر4، دمای 25 درجه سانتی‌گراد و میزان آب اکسیژنه محلول 65 میلی‌لیتر نسبت به 250میلی‌لیتر از محلول بوده و تحت این شرایط حذف BOD تا 49/82% بدست آمد.بحث و نتیجه گیری: مطالعه آزمایشگاهی کاهش COD ، BOD و O & G با استفاده از واکنش فنتون با آب‌اکسیژنه مورد تحقیق قرار گرفت و اثر شرایط عملیاتی مانند pH ، آب‌اکسیژنه، دما و زمان پرتو دهی اشعه ماوراء‌بنفش بررسی و در نهایت مشخص گردید که روش فنتون همراه با تابش اشعه ماوراء‌بنفش برای حذف یا کاهش این مواد آلاینده در پساب پالایشگاهی موثر می‌باشد.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: The removal of heavy hydrocarbons and biological wastewater is generally difficult. Finding a suitable way to eliminate or reduce these factors is one of the goals of this research.Materials and Methodology: Although there are special processes for removing or reducing the hydrocarbon and biological load of water, but in industrial wastewater containing hydrocarbon, the evaluation of advanced oxidation processes can reduce not only the burden of the wastewater but also reduce the Biological bad effects. Therefore, in the present study, an experimental study of COD, BOD and O & G reduction using Fenton reaction with ultra-violet irridiation has been investigated.Results: A sample of industrial waste from one of the refineries was prepared. According to the results, the optimal conditions for COD removal was observed as follow: irradiation time 30 minutes, pH‌=‌3, temperature‌=‌35°C, water content‌=‌85 ml of oxygen dissolved in water than 250 ml of wastewater and COD removal was observed up to 45.44%. The optimal conditions for removing O&G were: 23 min, pH‌=‌3, temperature 35°C, dissolved oxygen content of 85 ml, compared to 250 ml of wastewater. Also O&G was eliminated to 89.8%. The optimal conditions for removing BOD were: the irradiation time is 20 minutes, pH‌=‌4, the temperature is 25°C, the soluble oxygen content is 65 ml, compared to 250 ml of the wastewater and the removal of BOD was observed to be 49.82%.Discussion and Conclusion: Laboratory study of COD, BOD and O&G reduction in wastewater was investigated by using Fenton reaction with ultraviolet irridiation. It was found that the Fenton method with ultraviolet irridiation is a suitable method for the removal or reduction of COD, BOD and O&G in refinery wastewater.

منابع و مأخذ:

1. Dehghani, S., Jonidi jafari, A., Farzadkia, M., Gholami, M., Investigation of the efficiency of Fenton’s advanced oxidation process in sulfadiazine antibiotic removal from aqueous solutions. Arak Medical University Journal , Vol.15, pp.19-29.(In Persian)


2. Sheng, H., Cho,, 1997. Fenton process for treatment of desizing wastewater. Water Research, Vol.31, pp. 2050-2056.


3. Bum, G., Dong, S., Namgoo, K., Jeyong, , 1999. Characteristics of p-chlorophenol oxidation by Fenton's reagent. Water Research,Vol.33, pp.2110-2118.


4. Yun, W., Kyung-Yub, H., 2000. Effects of reaction conditions on the oxidation efficiency in the Fenton process, Water Research, 34, pp.2786-2790.


5. Benitez, F., Acero, J., Real, F., Rubio, F., Leal, A., 2001. The role of hydroxyl radicals for the decomposition of p-hydroxy phenylacetic acid in aqueous solutions. Water Research, Vol.35, pp.1338-1343.


6. Rivas, , Beltrán, F., Frades, J., Buxeda, P., 2001. Oxidation of p-hydroxybenzoic acid by Fenton's reagent. Water Research, Vol.35, pp.387-396.


7. Bayat Beed Koupeh, R., Ebrahimi, M., Keyvani,, 2012. Removal of Acid red 206 Dye in Pollutant Water by ZnFe₂O₄/Bentonite as a Nanophotocatalyst in Batch Reactor Using Taguachi Method. Journal of Water & Wastewater, Vol.24, pp.128-136. (In Persian)


8. ISO 5815-1:2003, 2003. Water Quality, Determination of Biochemical Oxygen Demand after N Days (BODn), Part 1: Dilution and Seeding Method with Allylthiourea Addition. See Information in: https://www.iso.org/standard/31090.html


9. ISO 5815-2:2003, 2003. Water Quality, Determination of Biochemical Oxygen Demand after N Days (BODn), Part 2: Method for Undiluted Samples. See Information in: https://www.iso.org/standard/31091.html


10. Al-Harbawi, F.Q., Mohammed, M.H., Yakoob, N.A., 2013. Use of Fenton's Reagent for Removal of Organics from Ibn Al-Atheer Hospital Wastewater in Mosul City. College of Engineering- Environmental Department, Vol.21, pp.127-135.


11. Biglari, H., Joneidi Jafari, A., Kord Mostafapour, F., Bazrafshan, E., Removal of Dissolved Organic Carbon from aqueous solution by Fenton Oxidation Process. Journal of Birjand University of Medical Sciences, Vol.19, pp.70-80. (In Persian)


12. Mousavi, S.A., Mahvi, A.H., Mesdaghinia, A., 2009. Fenton Oxidation Efficiency in Removal of Detergents from Water. Water & Wastewater, Vol.4, pp.16-23. Persian


13. Younesi, H., Mahdad, F., Bahramifar, N., Hadavifar, M., 2017. Optimization of Compost Leachate Treatment Using Advanced Oxidation Process H2O2/UV. Modares Civil Engineering Journal,17, pp.247-258. In Persian


14. Yousef, N., A.Shaban, S., A.Ibrahim, F., S.Mahmoud, A., 2016. Degradation of methyl orange using Fenton catalytic reaction. Egyption Journal of petroleum, Vol.25, pp.317-321.


15. Fernandes,C., Brito, L.B., Costa, G.G., Taveira, S.F., Cunha-Filho, M.S.S., Oliveira, G.A.R., Marreto, R.N., 2018. Removel of azo dye using Fenton and Fenton-like processes: Evaluation of process factors by Box-Behnken design and ecotoxicity tests. Chemico-Biological Intractions, Vol.291, pp.47-54.


16. Cetinkaya, S.G., Morcali, M.H., Akarsu, S., Ziba, C.A., Dolaz, M., 2018. Comparison of classic Fenton with ultrasound Fenton process on industrial textile waste water. Sustainable Environment Research, Vol.28, 165-170.


17. Verma, , Haritash, A.K., 2019. Degradation of amoxicillin by Fenton and Fenton-integrated hybrid oxidation processes. Journal of Environmental Chemical Engineering, In Press.