حذف رنگزای اسید اورانژ 7 توسط سامانه ازن‌زنی/ فتوکاتالیستی ارتقا یافته

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، گروه مهندسی محیط زیست

چکیده

در این پژوهش، تصفیه پساب دارای رنگزای آزویی اسید اورانژ 7 مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به قابلیت پایین فرایند فتوکاتالیستی معمول نسبت به فرایند ازن‌ زنی در تصفیه پساب‌های رنگی و نیز به‌ دلیل توانایی بالای ازن در حذف رنگ، از سامانه ازن‌زنی/ فتوکاتالیستی ارتقا یافته (تثبیت شده- معلق) به وسیله‌ ی نانوذره‌های 2TiO برای تصفیه استفاده شد. اثر pH (3، 5، 7 و 9) و غلظت اولیه (5، 35 و 50 میلی گرم بر لیتر) بر راندمان حذف بار آلیدر فرایند فتوکاتالیستی و سامانه ازن‌زنی/ فتوکاتالیستی بررسی شد. مقدار بهینه پارامترهای مؤثر بر سامانه ازن‌زنی/ فتوکاتالیستی در تصفیه پساب واقعی، از روش طراحی سطح پاسخ با تابع هدف بیشینه حذف بار آلی برای متغیرهای pH (5)، توان منبع نور (W9/119)، میزان ازن تزریقی (g/h 2/1)، غلظت نانوماده (mg/L 128) و زمان ماند (95/2 روز) به‌ دست آمد.

کلیدواژه‌ها

مراجع

[1] Hosseini S.D., Asghari F.S., Yoshida H., Decomposition and Decoloration of Acid Orange 7 Using Sub-Critical Water Method, In: "Proceding of  the World Congress on Engineering and Computer Science, San Francisco", USA, 1, 20-22 (2009).
[2] Gomes A.C., Nunes J.C., Simões R.M.S., Determination of Fast Ozone Oxidation Rate for Textile Dyes by Using a Continuous Quench-Flow System, Haz. Mat. J., 178: 57–65 (2010).
[3] Mohan S.V., Roa N.C., Prasad K.K., Karthikeyan J., Treatment of Simulated Reactive Yellow 22 (Azo) Dye Effluents Using Spirogyra Species, Waste Manage, 22: 575-582 (2002).
[4] Hameed B.H., Ahmad A.L., Latiff K.N.A., Adsorption of Basic Dye (Methylene Blue) onto Activated Carbon Prepared form Rattan Sawdust, Dyes Pigm, 75(1): 143–149 (2007).
[5] Kouba J.F., Zhuang P., Color Removal for Textile Dyeing Wastewater, Fluid/Particle Sep. J., 7(3): 87-90  (1994).
[6] Lu X., Yang B., Chen J., Sun R., Treatment of Wastewater Containing Azo Dye Reactive Brilliant Red X-3B Using Sequential Ozonation and Upflow Biological Aerated Filter Process, Haz. Mat. J., 161: 241–245 (2009).
[7] وزارت بازرگانی، آمار واردات کشور، (1389).
[8] Esther F., Tibor C., Gyula O., Removal of Synthetic Dyes from Wastewaters, Env. Inter. 30: 953-971 (2004).
[9] Aksu S.K., Gucer S., Investigations on Solar Degradation of Acid Orange 7 (C.I. 15510) in Textile Wastewater with Micro-and Nanosized Titanium Dioxide, Turkish J. Eng. Env. Sci., 34: 275–279 (2010).
[10] Peng Y., Fu D., Liu R., Zhang F., Liang X., NaNO2/FeCl3 Catalyzed Wet Oxidation of the Azo Dye Acid Orange 7, Chemosphere, 71: 990–997 (2008).
[11] Zhao H.Z., Sun Y., Xu L.N., Ni J.R., Removal of Acid Orange 7 in Simulated Wastewater Using A Three-Dimensional Electrode Reactor: Removal Mechanisms and Dye Degradation Pathway, Chemosphere, 78: 46-51 (2010).
[12] Behnajady M.A., Modirshahla N., Shokri M., Vahid B., Design Equation with Mathematical Kinetic Modeling for Photooxidative Degradation of C.I. Acid Orange 7 in an Annular Continuous-Flow Photoreactor, Haz. Mat. J., 165: 168-173 (2009).
[13] Zhu X., Zhang J., Chen F., Hydrothermal Synthesis of Nanostructures Bi12TiO20 and Their Photocatalytic Activity on Acid Orange 7 under Visible Light, Chemosphere, 78: 1350-1355 (2010).
[14] Wu Y., Zhang J., Xiao L., Chen F., Properties of Carbon and Iron Modified TiO2 Photocatalyst Synthesized at Low Temperature and Photodegradation of Acid Orange 7 under Visible Light, Appl. Surf. Sci., 256: 4260-4268 (2010).
[15] Liang X., Zhong Y., Zhu S., Zhu J., Yuan P., He H., Zhang J., The Decolorization of Acid Orange II in Non-homogeneous Fenton Reaction Catalyzed by Natural Vanadium-Titanium Magnetite, Haz. Mat. J., 181: 112-120 (2010).
[16] Aguedach A., Brosillon S., Morvan J., Lhadi E.K., Photocatalytic Degradation of Azo-Dyes Reactive Black 5 and Reactive Yellow 145 in Water Over a Newly Deposited Titanium Dioxide, Appl. Catal. B., 57: 55-62 (2005).
[17] Arslan İ., Balcioğlu I.A., Bahnemann D.W., Advanced Chemical Oxidation of Reactive Dyes in Simulated Dyehouse Effluents by Ferrioxalate-Fenton/UV-A and TiO2/UV-A Processes,  Dyes Pigm, 47: 207-218 (2000).
[18] Papadam T., Xekoukoulotakis N.P., Poulios I., Mantzavinos D., Photocatalytic Transformation of Acid Orange 20 and Cr(VI) in Aqueous TiO2 Suspensions, J. Photoch. Photobio. A., 186: 308-315 (2007).
[19] Mirkhani V., Tangestaninejad S., Moghadam M., Habibi M.H., Rostami-Vartooni A., Photocatalytic Degradation of Azo Dyes Catalyzed by Ag Doped TiO2 Photocatalyst, J. Iran. Chem. Soc., 6(3): 578-587 (2009).
[20] Glaze W.H., Reaction Products of Ozone: A Review, Environ. Health Persp., 69: 151-157 (1986),.
[21] Alinsafi A., Evenou F., Abdulkarim E.M., Pons M.N., Zahraa O., Benhammou A., Yaacoubi A., Nejmeddine A., Treatment of Textile Industry Wastewater by Supported Photocatalysis, Dyes Pigm. 74: 439-445 (2007).
[22] Jeon S., Yun J., Lee Y.S., Kim H., Preparation of Poly(vinyl alcohol)/poly(acrylic acid) /TiO2/carbon Nanotube Composite Nanofibers and Their Photobleaching Properties, J. Ind. Eng. Chem., 18(1): 487-491 (2012).
[23] Khanna A., Shetty K.V., Solar Photocatalysis for Treatment of Acid Yellow-17 (AY-17) Dye Contaminated Water Using Ag@TiO2 Core-Shell Structured Nanoparticles, Environ. Sci. Pollut. Res. Int., 20(8), 5692–5707 (2013).
[24] Kuo W.S., Chen W.Y., Solar Photocatalytic Degradation of Azo dye in Aqueous TiO2 Suspension Assisted by Fresnel Lens, Inter. J. Photo., 2012: 1-7 (2012).
[25] Giwa A., Nkeonye P.O., Bello K.A., Kolawole E.G., Solar Photocatalytic Degradation of Reactive Yellow 81 and Reactive Violet 1 in Aqueous Solution Containing Semiconductor Oxides, Inter. J. Appl. Sci. Tech., 2(4): 90-105 (2012).
[26] Wu J., Doan H., Upreti S., Decolorization of Aqueous Textile Reactive Dye by Ozone, Chem. Eng. J., 142: 156-160 (2008).
[27] Chen T.Y., Kao C.M, Hong A., Lin C.E., Liang S.H., Application of Ozone on the Decolorization of Reactive Dyes-Orange 13 and Blue 19, Desalination,249: 1238-1242 (2009).
[28] Turhan K., Turgut Z., Decolorization of Direct Dye in Textile Wastewater by Ozonization in A Semi-Batch Bubble Column Reactor, Desalination, 242: 256-263 (2009).
[29] Zille A., "Laccase Reactions for Textile Applications", Ph.D. Thesis, Universidade do Minho, Portugal, (2005).
[30] Xiao Q., Zhang J., Xiao C., Si, Z. Tan X., Solar Photocatalytic Degradation of Methylene Blue in Carbon-Doped TiO2 Nanoparticles Suspension, Sol. Energy, 82: 706-713 (2008).
[31] APHA, "Standard Method for the Examination Water and Wastewater", AWWA and WPCF, USA, Washington, DC. (2005).
[32] Somensi C.A., Simionatto E.L., Bertoli S.L., Wisniewski J.A., Radetski C.M., Use of Ozone in A Pilot-Scale Plant for Textile Wastewater Pre-Treatment: Physico-Chemical Efficiency, Degradation by-Products Identification and Environmental Toxicity of Treated Wastewater, Haz. Mat. J., 175: 235-240 (2010).
[33] Elovitz M.S., Von Gunten U., Hydroxyl Radical/Ozone Ratios During Ozonation Processes, Ozone Sci. Eng. 21(3): 239-260 (1999).
[34] Hoffman M.R., Martin S., Choi W., Bahnemann D., Environmental Applications of Semiconductor Photocatalysis, Chem. Rev., 95: 69-96 (1995).
[35] Kosmulski M., The Significance of the Difference in the Point of Zero Charge between Rutile and Anatase, Adv. Colloid Interface Sci., 99: 255-264 (2002).
[36] Ishibashi K., Fujishima A., Watanabe T., Hashimoto K., Quantum Yields of Active Oxidative Species Formed on TiO2 Photocatalyst, J. Photochem. Photobiol. A, 134: 139-142 (2000).
[37] Delnavaz M., Ayati B., Ganjidoust H., Sanjabi S., Optimization of Photo-Catalytic Process by TiO2 Nano Powder Immobilized on Concrete Surface for Treatment of Phenolic Wastewater, Environmental Engineering and Management Journal, 10(10): 1459-1466 (2011).
[38] بهین، جمشید؛ دلماس، میشل؛ اثر pH بر سینتیک واکنش ازن - لیگنین در مرحله رنگبری خمیر کاغذ با درصد خشکی بالا، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)22: 49 تا 58 (1382).
[39] خلیلی، علی­اصغر؛ شکرریز، مرضیه؛ تقی­پور، سهراب؛ حاجی علی اکبری، فروزان؛ بررسی پارامترهای موثر در سنتز N (1 و 3 دی متیل بوتیل) N’ فنیل پارافنیلن دی آمین به عنوان آنتی اوزونان و آنتی اکسیدان الاستومرهای طبیعی و سنتزی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)31: 1 تا 12 (1391).
[40] Guo L.Q., Chen F., Fan X.Q., Cai W.D., Zhang J.L., S-doped Fe2O3 as a Highly Active Heterogeneous Fenton-Like Catalyst Towards the Degradation of Acid Orange 7 and Phenol, Appl. Catal. B. Environ., 96: 162-168 (2010).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار