بررسي اثر هم‌افزايي پرسولفات و نانو ذرات آهن صفر ظرفيتي بر تجزية رنگ اسيد بلو 113 در حضور تابش امواج اولتراسونيك با فركانس KHz40

Synergistic effect investigation of persulfate and nano zero-valent iron in degradation of Acid Blue 113 in the presence of 40 KHz ultrasonic irradiation

زمينه و هدف: رنگ‌هاي آزو به دليل حضور حلقه‌هاي آروماتيك در ساختار خود از مشكلات عمدة زيست‌محيطي به‌شمار مي‌روند. در اين مطالعة تجربي اثر هم‌افزايي پرسولفات (S2O82-) و نانو ذرات آهن صفر ظرفيتي (nZVI) بر تجزية رنگ اسيد بلو 113 در حضور تابش امواج اولتراسونيك (US) بررسي شد. مواد و روش‌ها: تأثير پارامتر‌هاي مؤثر در فرآيند نظير: pH اوليه محلول، غلظت‌ پرسولفات، غلظت نانو ذرات آهن صفر ظرفيتي و غلظت نخستين رنگ با استفاده از محفظه‌اي منقطع مولد اولتراسوند در فركانس KHz 40 بررسي شد. بعد از بهينه كردن فرآيند، هم‌افزايي تجزيه و كاهش اكسيژن خواهي شيميايي (COD) مطالعه شد. براي تعيين ويژگي nZVI سنتز شده از تصوير ميكروسكوپ عبور الكتروني (TEM) استفاده شد. يافته‌ها: شرايط بهينه براي حذف 99 درصد رنگ در پايان min 30 از فرآيند شامل pH برابر 3، غلظت S2O82- و nZVI به‌‌ترتيب mM 5 و mg/L 50 بود. در همين شرايط با افزايش pH به 11 كارآيي فرآيند به 17 درصد كاهش يافت. ميزان كاهش COD در شرايط بهينه و بعد از min 120 برابر 95 درصد بود. هم‌افزايي تجزيه در فرآيند US/S2O82-/Fe0 59 درصد مشاهده شد. تصوير TEM از nZVI سنتز شده ايجاد مقياس نانو را تأييد كرد. نتيجه گيري: فرآيند تركيبي US/S2O82-/Fe0 به دليل هم افزايي تجزيه بالا، ميتواند براي تصفية فاضلاب هاي صنعتي فرآيندي نويدبخش باشد.

Background & Objectives: The Azo dyes due to presence of aromatic rings in structure are considered major problems into the environment. In this experimental study, the synergistic effect of persulfate and nano zero-valent iron in degradation of Acid Blue 113 in presence of ultrasonic irradiation was investigated. Materials and Methods: The effect of operating parameter such as initial pH, different concentration of S2O82-, nZVI and initial dye using a batch ultrasound reactor at 40 kHz frequency was investigated. After the optimize process, synergistic dye degradation and COD reduction of colored solution was studied. For characterization of the prepared nZVI particle, transmission electron microscope (TEM) image was used. Results: To remove 99% dye with initial concentration of 50 mg/L, the optimal condition in the end of 30 min of reaction was pH 3, concentration of S2O82- and nZVI 5 mM and 50 mg/L, respectively. In the same of condition with increasing pH to 11 the dye removal efficiency decreased to 17%, respectively. After 120 min of reaction in the optimal condition, the COD reduction was 95%. Synergistic dye degradation in US/S2O82-/Fe0 process was observed 59%. The TEM image of the synthesized nZVI confirmed the nanoscale Creation. Conclusion: The US/S2O82-/Fe0 combined process due to high synergistic degradation, can be promising process to industrial wastewater treatment.