تأثير پرتوافكني مايكروويو بر پالايش محلول‌هاي آبي آلوده به هيدروكربن‌هاي نفتي

Effect of Microwave Radiation on Remediation of Aqueous Solutions Contaminated with Petroleum Hydrocarbons

آلودگي‌هاي نفتي حتي در غلظت‌هاي بسيار كم، از مهم‌ترين آلاينده‌هاي آب و خاك هستند. براي پاك‌سازي و پالايش آلاينده‌هاي نفتي از محيط‌هاي آلوده، روش‌هاي مختلف فيزيكي، شيميايي، زيستي و گرمايي استفاده مي‌شود. روش پرتوافكني امواج مايكروويو يكي از روش‌هاي گرمايي است كه در سال‌هاي اخير به‌دليل كارآيي مناسب، زمان كوتاه و سرعت زياد واكنش، بيش از پيش در پاك‌سازي انواع آلاينده‌هاي آلي استفاده شده است. لذا اين مطالعه، با هدف بررسي تأثير پرتوافكني امواج مايكروويو بر پالايش محلول هاي آبي آلوده به هيدروكربن‌هاي نفتي انجام شد. به‌منظور دست‌يابي به بيشترين كارآيي حذف هيدروكربن‌هاي نفتي، سطح بهينه پارامترهاي زمان پرتوافكني (5/2، 5، 5/7، 10، 5/12 و 15 دقيقه)، توان پرتوافكني (300، 450، 600 و 850 وات)، غلظت اوليه آلاينده برحسب TPH (25/0، 5/0، 75/0 و 1 درصد وزني كل هيدروكربن هاي نفتي) و غلظت پراكسيد هيدروژن (500، 1000 و 1500 ميلي‌گرم بر ليتر) تعيين شد. نتايج نشان داد كه زمان بهينه واكنش 10 دقيقه بود (مقدار حذف TPH برابر 5/54 درصد) و توان پرتوافكني 850 وات موجب دست‌يابي به بيشترين ميزان حذف هيدروكربن‌هاي نفتي شد (2/63 درصد). براساس نتايج به‌دست‌آمده، استفاده از پراكسيد هيدروژن (H2O2) با غلظت 1000 ميلي‌گرم بر ليتر همراه با پرتوافكني، تأثير معني‌داري بر حذف هيدروكربن‌هاي نفتي از محلول (حذف حدود 80 درصد تركيبات) داشت. با توجه به نتايج به‌دست‌آمده، استفاده از روش پرتوافكني امواج مايكروويو همراه با عامل اكسنده H2O2 در شرايط بهينه، به‌منظور حذف هيدروكربن‌هاي نفتي از محيط هاي آبي مي تواند مناسب باشد.

Oil pollution has been identified as the major contribution to the deterioration of water and soil quality, even in low concentrations. There are various physical, chemical, biological and thermal methods has been used for remediation of oil contaminated water and wastewater. In this regards, Microwave (MW) irradiation as a thermal methods, recently has been widely used to remediate water and soil contaminated with organic pollutants (e.g. total petroleum hydrocarbons, TPHs), because of its high efficiency, short remediation time and high heating rate. So this study aimed to evaluate effects of microwave radiation on remediation of oil contaminated water and wastewaters. In order to achieve high removal efficiency of petroleum hydrocarbon, optimum level of irradiation time (min), MW intensity (watt), initial concentration of pollutant (%) and H2O2 concentration (mg/L) were determined and then different aqueous solutions were irradiated under optimum conditions to determine the effect of MW radiation. As a first step, crude oil-water emulsion (10 mg/L) was treated under various MW irradiation time (2.5, 5, 7.5, 10, 12.5 and 15 min) with medium MW intensity of 600 watt and efficient time was evaluated. In the second part, the effect of MW intensity (300, 450, 600 and 850 watt) on the removal efficiency was studied. Besides, initial concentration of TPH (0.25, 0.5, 0.75 and 1%) and H2O2 concentration (500, 1000 and 1500 mg/L) were individually studied. Results indicated that 10 min MW irradiation (with 54.5% TPH removal) was the most efficient radiation time and the most removal of TPH occurred in MW irradiation intensity of 850 watt (63.2%). According to results, initial concentration of 1% had sufficient effect on TPH removal (64.3%) and adding H2O2 with initial concentration of 1000 mg/L has significant effect on removal efficiency of pollutant (with 80% of TPH removal). Overall, it can be concluded that MW radiation / H2O2 in optimized condition could be a suitable method for removal of petroleum hydrocarbons from water solutions.