مقایسه روش‌های اکسیداسیون پیشرفته(AOPs) پرسولفات در حذف رنگ از پساب شهری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

2 گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایلام، ایلام، ایران

چکیده

معمولا روش‌های متداول تصفیه فاضلاب نمی‌توانند پسابی با استانداردهای مورد نیاز سازمان‌های محیط‌زیستی را برآورده نمایند. لذا در این مطالعه کارایی روش‌های اکسیداسیون پیشرفته با استفاده از پرسولفات و به کمک عوامل فعال‌کننده پراکسیدهیدروژن، پرتو فرابنفش و ازن در تصفیه تکمیلی فاضلاب شهری بررسی شد. همچنین تاثیر زمان تماس، pH محیط واکنش و نسبت مولی اکسنده‌ها در میزان حذف رنگ از پساب فاضلاب ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بالاترین میزان حذف آلاینده‌ها در نسبت مولی 1.06 به 1 پراکسیدهیدروژن به پرسولفات در هر سه فرآیند پرسولفات/پراکسیدهیدروژن، پرسولفات/پراکسیدهیدروژن/پرتو فرابنفش و پرسولفات/پراکسید هیدروژن/ازن در حذف رنگ از پساب فاضلاب شهری به دست آمد. همچنین در تمامی فرآیندها بالاترین میزان حذف رنگ در pH  قلیایی (9) به دست آمد. مقایسه بین فرآیندها‌ نشان داد که کارایی آنها به صورت پرسولفات/پراکسیدهیدروژن < پرسولفات/پراکسیدهیدروژن/پرتو فرابنفش < پرسولفات/پراکسید هیدروژن/ازن بود. براساس نتایج این مطالعه؛ استفاده از عوامل فعال‌کننده همراه با پرسولفات در تصفیه فاضلاب تاثیر بسزایی در حذف آلاینده‌های آن از جمله رنگ پساب دارد. لذا تصفیه تکمیلی توسط فرآیندهای انجام شده در این مطالعه راهکاری مناسب برای استفاده مجدد از پساب در کشاورزی و آبزی‌پروری می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparison of Advanced Oxidation Methods (AOPs) of Persulfate in Removal of Color in Municipal Wastewater

نویسندگان [English]

  • T. Khodadadi 1
  • E. Solgi 1
  • S. Mortazavi 1
  • H. Nourmoradi 2
1 Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University, Malayer,Iran
2 Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Ilam University of Medical Sciences, Ilam, Iran
چکیده [English]

Conventional wastewater treatment methods usually cannot meet the standards required by environmental organizations. Therefore, in this study, the efficiency of advanced oxidation methods using persulfate by various activators of hydrogen peroxide, UV, and ozone in the tertiary treatment of municipal wastewater was investigated. Also, the effects of contact time, solution pH, and the molar ratio of oxidants on the color removal were evaluated. The results showed that the highest color removal was obtained in H2O2/S2O82- with a molar ratio of 1.06 to 1 for three processes of H2O2/S2O82-, UV/H2O2/S2O82- and O3/H2O2/S2O82- in solution pH of 9. A comparison of different systems showed the highest color removal efficiency followed the order of O3/H2O2/S2O82- >UV/H2O2/S2O82- >H2O2/S2O82-. The results showed that activating agents and persulfate have a significant effect on the removal of color in wastewater treatment. Therefore, tertiary wastewater treatment by these processes can effectively reuse wastewater in agriculture and aquaculture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Persulfate
  • Advanced oxidation
  • Urban wastewater
  • Color
  • Hydrogen peroxide
  • Ozone

مراجع

  1. J. K. Braga, M. B. A. Varesche, Commercial laundry water characterisation. Am. J. Anal. Chem. 5(2014), 8–16.
  2. F. Aziz, M. Farissi, Reuse of TREATED WASTEWATER IN AGRICULTURE: SOLVING WATER DEfiCIT PROBLEMS IN ARID AREAS (REVIEW). Annals of West University of Timisoara: Series of Biology. 157(2014), 95-110.
  3. س. ناصری، ط. صادقی، ف. واعظی، ک. ندافی، بررسی کیفیت تصفیه‌خانه فاضلاب اردبیل به منظور استفاده مجدد در کشاورزی. مجله سلامت و بهداشت اردبیل. (1391)3، 80-73.
  4. ا. وکیلی تجره، ح. گنجی دوست، ب. آیتی، حذف کاتالیزوری نوری ماده رنگزای آزویی اسید قرمز 14 از آب به وسیله نانوکامپوزیت مغناطیسی TiO2/Fe3O4/CNT. نشریه علمی علوم و فناوری رنگ. 13(1398)، 87-75.
  5. S. G. Huling, B. E. Pivetz, In-situ chemical oxidation, (EPA/600/R-06/072). USEPA. Available from: https://archive. epa.gov/ada/web/pdf/insituchemicaloxidation_engineering_issue.pdf. (2006). Accessed September 01, 2019.
  6. L. Chen, T. Cai, C. Cheng, Z. Xiong, D. Ding, Degradation of acetamiprid in UV/H2O2 and UV/persulfate systems: a comparative study. Chem. Eng. J. 351(2018),1137-1146.

7.T. Hua, A. Affam, W. Chung, W. Swee, W. Adebayo, J. Olufemi, OlufemiActivation of persulphate by heat, pH, and transition metals for removal of COD and colour from biologically treated palm oil mill effluent. AIP Conference Proceedings. AIP Publishing LLC, (2019), 020007.

  1. M. Moradi, F. Ghanbari, E. Minaee Tabrizi, Removal of acid yellow 36 using Box–Behnken designed photoelectroFenton: a study on removal mechanisms. Toxicol. Environ. Chem. 97(2015), 700-709.
  2. N. Jaafarzadeh, F. Ghanbari, M. Moradi, Photo-electro-oxidation assisted peroxymonosulfate for decolorization of acid brown 14 from aqueous solution. Korean J. Chem. Eng. 32(2015), 458-464.
  3. R. Rezaei Kalantary, M. Rahmatinia, M. Moradi, Data on modeling of UV/Na2S2O8/FeS2 process in amoxicillin removal using Box-Behnken methodology. Data in Brief. 19(2018) 1810-1815.
  4. S. Wacławek, H. V. Lutze, K. Grübel, V. V. T. Padil, M. Černík, D. D. Dionysiou, Chemistry of persulfates in water and wastewater treatment: a review. Chem. Eng. J. 330(2017), 44-62.

12.ح. نورمرادی، ح. کریمی، ع. حسینی افشار، ا. باقی، ک. فرخی مقدم، ارزیابی عملکرد تصفیه‌خانه فاضلاب شهر ایلام در حذف کل کلی‌فرم، کلی‌فرم مدفوعی و سایر عوامل موثر بر کیفیت آب. مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی ایلام. 22(۱۳۹۳)، 83-77.

  1. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association. APHA & AWWA. 2017.
  2. J. Li, Q. Ji, B. Lai, D. Yuan, Degradation of p-nitrophenol by Fe0/H2O2/persulfate system: Optimization, performance and mechanisms. J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 80(2017), 686–694.
  3. A. Soubh, N. Mokhtarani, Post Treatment of Composting Leachate with Combination of Ozone and Persulfate Oxidation Process. Rsc Advances, 6(2016), 76113-76122, DOI: 10.1039/C6RA09539A.
  4. X. He, S. P. Mezyk, I. Michael, D. Fatta-Kassinos, D. D. Dionysiou, Degradation kinetics and mechanism of beta-lactam antibiotics by the activation of H2O2 and Na2S2O8 under UV-254nm Irradiation. J. Hazard. Mater. 279(2014), 375-383.
  5. S. Kasmaei, M. K. Rofouei, M. E. Olya, S.Ahmed, Kinetic and thermodynamic studies on the reactivity of hydroxyl radicals in wastewater treatment by advanced oxidation processes. Prog. Color Colorants Coat. 13 (2020), 1-10.
  6. Y. Liu, A. Zhou, Y. Gan, X. Li, Roles of hydroxyl and sulfate radicals in degradation of trichloroethene by persulfate activated with Fe2+ and zero-valent iron: Insights from carbon isotope fractionation. J. Hazard. Mater. 344(2018), 98-103.
  7. J. Rodríguez-Chueca, E. Laski, C. García-Cañibano, M. J. Martín de Vidales, Á. Encinas, B. Kuchc, J. Marugán, Micropollutants removal by full-scale UV-C/sulfate radical based Advanced Oxidation Processes. Sci. Total Environ. 630(2018), 1216-1225.
  8. A. A. Babaei, F. Ghanbari, COD removal from petrochemical wastewater by UV/hydrogen peroxide, UV/persulfate and UV/percarbonate: biodegradability improvement and cost evaluation. J. Water Reuse Desalin. 6(2016), 484-494.
  9. F. Mohammadi Moghadam, M. Mahdavi, A. Ebrahimi, HR. Tashauoei, AH. Mahvi, Feasibility Study of Wastewater Reuse for Irrigation in Isfahan, Iran. Middle-East J. Sci. Res. 23(2015), 2366-2373.
  10. J. Qiao, S. Luo, P. Yang, W. Jiaoa, Y. Liua, Degradation of Nitrobenzene-containing wastewater by ozone/persulfate oxidation process in a rotating packed bed. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 99(2019), 1-8.

23.ر. شکوهی، س. احمدی، م. ت. صمدی، ع. صیدمحمدی، م. ونائی تبار، ﺑﺮرﺳﯽ ﮐﺎراﯾﯽ ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﻓﺘﻮﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺘﯽ ﺗﻮام ﺑﺎ ﭘﺮﺳﻮﻟﻔﺎت و ﭘﺮاﮐﺴﯿﺪ ﻫﯿﺪروژن در ﺣﺬف ﻣﺎﻻﺗﯿﻮن از ﻣﺤﯿﻂﻫﺎی آﺑﯽ. مجله سلامت و بهداشت اردبیل. (1397)9، 99-87.

  1. M. Ahmadi, F. Ghanbari, M. Moradi, Photocatalysis assisted by peroxymonosulfate and persulfate for benzotriazole degradation: effect of pH on sulfate and hydroxyl radicals. Water Sci. Technol. 72(2015), 2095-2102.
  2. S. Xing, W. Li, B. Liu, Y. Wu, Y. Gao, Removal of ciprofloxacin by persulfate activation with CuO: A pH-dependent mechanism. Chem. Eng. J. 382(2020), 122837.
  3. S. S. Abu Amr, H.A. Aziz, M.N. Adlan, J.M.A. Alkasseh, Effect of ozone and ozone/persulfate processes on biodegradable and soluble characteristics of semiaerobic stabilized leachate. Environ. Prog. Sustainable Energy. 33(2014),184-191.
  4.  م. ملکوتیان، خ. گل میرزایی، بررسی کارایی فرآیند اکسیداسیون پیشرفته به روش پراکسون به منظور حذف رنگزای راکتیو قرمز 198 از محیط‌های آبی. نشریه علمی-پژوهشی علوم و فناوری رنگ. (1394)9، 205-199.
  5. J. Bratby, Coagulation and flocculation in water and wastewater treatment. IWA publishing. 2016.
  6. A. H. Hilles, S. S. Abu Amr, R. A. Hussein, O. D. El-Sebaie, A. I. Arafa, Performance of combined sodium persulfate/H2O2 based advanced oxidation process in stabilized landfill leachate treatment. J. Environ. Manage. 166(2016), 493-498.
  7. A. M. Ocampo, Persulfate activation by organic compound, PhD Thesis. Washington state university, Department of environmental engineering, USA, 1-77, 2009.

31. پ. کــاظمی، ش. ســالم، حــذف عامــل رنــگزا از پســاب بــه کمــک فوتوکاتالیست آناتاز تثبیت شده بر پایه متاکائولن. نشریه علمـی علـوم و فناوری رنگ. (1397)12، 292-281.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار