بررسی مقایسه‌ای حذف نیتروفنل از پساب پتروشیمی کارون با فرایند الکتروفنتون و الکتروپرسولفات

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

عارف شکری ¹

1 - (دکترای شیمی کاربردی) گروه شیمی، دانشگاه پیام نور تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1399/09/27 تاریخ پذیرش : 1399/09/27 تاریخ انتشار : 1399/07/01

کلید واژه: الکتروفنتون, الکتروپرسولفات, 4-نیتروفنل, پساب صنایع پتروشیمی,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، حذف 4-نیتروفنل در محیط‌های آبی با روش الکتروپرسولفات و الکتروفنتون با الکترود آهن در یک واکنشگاه ناپیوسته الکتروشیمیایی در مقیاس آزمایشگاهی مجهز به چهار الکترود و منبع برق مستقیم بررسی شد. نتایج نشان داد که درصد حذف 4-نیتروفنل در فرایند الکتروپرسولفات و الکتروفنتون، در زمان60 دقیقه و شرایط بهینه به ترتیب 2/99 و 0/94 درصد بود. شرایط عملیاتی بهینه در pH برابر با 3، غلظت اولیه 4-نیتروفنل برابر با 100 میلی‌گرم در لیتر، 5/0 میلی‌مولار از هیدروژن پراکسید و پرسولفات و با چگالی 1/0 آمپر در دسی‌مترمربع به‌دست آمد. فرایند‌های الکتروپرسولفات و الکتروفنتون برای حذف 4-نیتروفنل بازده حذف یکسانی در محیط اسیدی داشتند. به‎طور کلی تلفیق فرایند الکتروشیمیایی با پرسولفات و هیدروژن پراکسید به منظور تولید الکتریکی آهن و فعال‌سازی پرسولفات و هیدروژن پراکسید توانایی بیشتری از به‎کارگیری جداگانه این فرایند‌ها داشتند. در نمونه واقعی پساب شامل COD برابر با 5000 میلی‌گرم بر لیتر، حذف COD در فرایند الکتروفنتون و الکتروپرسولفات به ترتیب 82 و 86 درصد بود.

چکیده انگلیسی:

In this study, the degradation of 4-nitrophenol in aqueous environments was studied by Electro Fenton and Electro Persulphate in electrochemical batch reactor equipped with four iron electrodes and a direct power source. The results showed that the removal of 4-nitrophenole in Electro-Persulphate and electro Fentone were 99.2% and 94% at optimum operation condition including operational pH at 3, the initial concentration of 4-nitrophenol at 100 mg / l, hydrogen peroxide and persulphate at 0.5 mM, with the density of 0.1 A/dm2  and 60 min of reaction. The research results showed that the processes of electro-persulfate and electro-fenton had the same elimination efficiency in acidic media for 4-nitrophenol removal and, in general the combination of electrochemical with persulfate and hydrogen peroxide for electrical production of iron and activation of persulfate and hydrogen peroxide had more ability compared to separate use. The  removal percent of COD in real wastewater samples with the initial COD of 5000 mg/l were 82 and 86% in ElectroFenton and Electro-persulfate processes, respectively.

منابع و مأخذ:

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

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

[3] Kermani, M.; Gholami, M.; Gholizodeh, A.; Farzadkia, M.; Iranian Journal of Health and Environment, 5(1), 107− 120, 2012.

[4] Shokri,A.; Mahanpoor, K.; Soodbar, D.; Fresen Environ Bull 25, 500-508, 2015.

[5] Shokri, A., “Industrial wastewater treatment by classical and advanced oxidation processes”, Amirkabir University of Technology Press, Tehran, 2019.

[6] Shokri, A.; Russ. J. Appl. Chem. 90, 452−457, 2017.

[7] Malakootian, M.; Asadi, M.; Mahvi, A.; Iranian Journal of Health and Environment, 5(4), 433− 444, 2013.

[8] Khataee, A.; Polish Journal of Chemical Technology 11(4), 38− 45, 2009.

[9] Li, S.X.; Hu, W.; Procedia Environmental Sciences 10, 1078− 1084, 2011.

[10] Ghauch, A.; Ayoub, G.; Naim, S.; Chemical Engineering Journal 228(0), 1168− 1181, 2013.

[11] Ghauch, A.; Tuqan, A.M.; Chemical Engineering Journal 183(0), 162− 171, 2012.

[12] Xu, X.R.; Li, X.Z.; Separation and Purification Technology 72(1), 105− 111, 2010.

[13] Oh, S.Y.; Kang, S.G.; Chiu, P.C.; Science of the Total Environment 408(16), 3464− 3468, 2010.

[14] Wu, J.; Zhang H.; Quin, J.; Journal of Hazardous Materials 215-216(0), 138− 145, 2010.

[15] Shokri, A.; Water Treat 111, 173–182, 2018.

[16] Wang, C.T.; Chou, W.L.; Chang, M.; Kuo, Y.; Desalination  253(1), 129− 134, 2010.

[17] Nidheesh, P.V.; Gandhimathi, R.; Desalination, 299(0), 1− 15, 2010.

[18] Shemer, H.; Linden, K.G.; Journal of Hazardous Materials, 136(3), 553− 559, 2006.

[19] Masomboon, N.; Ratanatamskul, C.; Lu, M.; Journal of Hazardous Materials 176(1− 3), 92− 98, 2010.

[20] Zhou, L.; Zheng, W.; Journal of Hazardous Materials 263, 2(0), 422− 430, 2013.

[21] Khataee, A.; Polish Journal of Chemical Technology 11(4), 38− 45, 2009.

[22] Rao, Y.F.; Qu, L.; Yang, H.; Chu, W.; Journal of Hazardous Materials 268, 23− 32, 2014.

[23] Li, C.W.; Chen, Y.M.; Chiou, Y.C.; Lin, C.K.; Journal of Hazardous Materials 144(1-2), 570− 576, 2007.

[24] Daneshvar, N.; Aber, S.;Vatanpour, V.; Rasoulifard, M.H.; Journal of Electroanalytical Chemistry 615(2), 165− 174, 2008.

[25] Shokri, A.; Iran j chem chem eng. 38(2), 113− 119, 2018.

[26] Long. Y.; Feng, X.; Li, N.; Suo, H.; Chen, Z.; Wang, Y.; Chemosphere 219, 1024− 1031, 2019.

[27] Kim, C.;  YooKim, T.;  Hwang, I.; Journal of Hazardous Materials 388, 2020, in Press.

[28] Rahmani, A.; Rezaeivahidian, H.; Almasi, M.; Shabanlo, A.; Almasi, H.; Res Chem Intermed. 42, 1441–1450, 2016.

[29] Shokri, A.; J  Applied Res. Chem. 3, 67–78, 2016.