بهینه سازی فرآیند فوتو فنتون جهت کاهش مواد آلی پساب کارخانه خمیر و کاغذ با استفاده از روش سطح پاسخ

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کاشناسی ارشد، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استاد دانشگاه تهران-دانشکدگان فنی-دانشکده مهندسی شیمی

3 پژوهشگر پسا دکترا، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

صنایع خمیر و کاغذ از جمله صنایع با بالاترین مصرف آب شیرین و تولید کننده فاضلاب است که در صورت رهاسازی مستقیم فاضلاب تولیدی در محیط زیست، آسیب جدی به چرخه زیستی آب و خاک وارد می شود. وجود مواد آلی زیست تخریب ناپذیر با جرم مولکولی بالا در فاضلاب تولیدی، روش‎های تصفیه مرسوم مانند تصفیه زیستی و ته‎نشینی را دچار محدودیت می‎کند. امروزه روش فوتو فنتون به عنوان روشی با هزینه عملیاتی کم، ساده، سریع و دوستدار محیط زیست مورد توجه محققین قرار گرفته است که می تواند با تولید رادیکال‎های هیدروکسیلی پرقدرت موجب اکسید شدن مواد آلوده کننده ‎گردد. غلظت اکسید کننده، غلظت آهن و pH محیط واکنش از جمله عوامل موثر در کارآیی این فرآیند می‎باشند. در این پژوهش جهت بررسی اثر عوامل ذکر شده موثر، طراحی آزمایش با روش ترکیب مرکزی بر پایه روش سطح پاسخ، با سه عامل متغیر غلظت بدون بعد هیدروژن پروکسید، غلظت یون آهن (II) و pH، در 18 آزمایش انجام گردید. جهت اعمال روش تصفیه فوتو فنتون بر روی نمونه پساب، ابتدا pH تنظیم و سپس به ترتیب، اضافه کردن یون آهن (II) و هیدروژن پروکسید انجام گردید و محلول پس از آن بلافاصله تحت تابش نور UV قرار گرفت. COD به عنوان شاخص نشاندهنده آلودگی فاضلاب تعریف گردید و جهت از حذف اثر مزاحم هیدروژن پروکسید در اندازه گیری COD، اصلاح نمونه‎ها با استفاده از سدیم سولفیت انجام پذیرفت. بر پایه نتایج بدست آمده، بهینه سازی عوامل موثر جهت رسیدن به بهترین عملکرد با حداقل هزینه اقتصادی انجام شد. بیشینه مقدار حذف COD بطور تجربی برابر 51/71% به‎دست آمد. در حالت بهینه اقتصادی با غلظت اولیه اکسید کننده بدون بعد 369/0، غلظت یون آهن (II) برابر mg/L 98/99و pH برابر 28/3، 21/65% حذف COD و 1/37ریال هزینه به ازای حذف 1 واحد COD به‎دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات