بررسي عملكرد فرايند ازن‌زني كاتاليزوري با پاميس درحذف اسيد هيوميك از محلول‌هاي آبي

Performance evaluation of catalytic ozonation process with pumice in removal of humic acids from aqueous solutions

مقدمه: در سال‌هاي اخير استفاده از گندزداهاي مختلف و كنترل تركيبات آلي طبيعي، دو روشي هستند كه عموماً در تصفيه آب براي كاهش تشكيل محصولات جانبي كلرزني به كار برده مي‌شوند. ازن‌زني كاتاليزوري، يك روش جديد براي افزايش راندمان فرايند ازن‌زني متداول مي‌باشد. اين مطالعه با هدف بررسي امكان‌سنجي استفاده از پاميس به عنوان كاتاليزور در فرايند ازن‌زني جهت حذف اسيد هيوميك از محلول‌هاي آبي، صورت گرفت. روش‌ها: اين مطالعه يك مطالعه تجربي مي‌باشد كه در آزمايشگاه شيمي آب و فاضلاب دانشگاه علوم پزشكي همدان انجام شد. جهت تعيين ساختار ملكولي و تركيب شيميايي پاميس، از تكنيك پراكنش پرتو ايكس (XRF) و XRD استفاده شد. آزمايش‌هاي ازن‌زني كاتاليزوري در راكتور نيمه منقطع انجام شد و غلظت ازن به روش يدومتري تعيين گرديد. تغييرات غلظت اسيد هيوميك در نمونه‌ها با استفاده از اسپكتروفتومتر در طول موج 254 نانومتر تعيين شد. تأثير پارامترهاي مختلف از قبيلpH ، زمان تماس، دوز پاميس و ترت بوتيل الكل در فرايند حذف اسيد هيوميك بررسي شد و نتايج به دست آمده با نرم‌افزار اكسل مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. يافته ها: استفاده از پاميس به عنوان كاتاليزور، سرعت تجزيه اسيد هيوميك را تا 8 برابر افزايش مي‌دهد و با افزايش pH از 4 تا 12 و دوز كاتاليزور از 0/25 تا 10 گرم، راندمان حذف افزايش مي‌يابد. فرايند كاتاليزوري در مقايسه با فرايند ازن‌زني متداول، اسيد هيوميك را در زمان كمتري (10 دقيقه) با راندمان قابل توجهي (90 درصد) حذف مي‌كند. علاوه بر آن، نتايج به دست آمده نشان مي‌دهند تأثير عوامل مداخله‌كننده درفرايند ازن‌زني كاتاليزوري در مقايسه با فرايند ازن‌زني متداول قابل توجه نيست. نتيجه‌گيري: به دليل هزينه كم، دسترسي آسان به مواد اوليه و عملكرد قابل توجه پاميس به عنوان كاتاليزور، اين سنگ مي‌تواند به عنوان كاتاليزور در فرايند ازن‌زني متداول براي حذف آلاينده‌هاي آلي به كار برده شود.

Background: The use of alternative disinfectants and the control of natural organic material are two approaches that are typically applied in water treatment utilities to reduce the formation of chlorinated disinfection by-products in recent years. Catalytic ozonation as a new technology is used to promote the efficiency of the single ozonation processes. The purpose of this study was to investigate the feasibility application of Pumice as a catalyst in ozonation process in removal of humic acids from aqueous solution. Methods: This study as an experimental study was carried out at the chemistry laboratory of water and wastewater in Hamadan University. The solid structure and chemical composition of activated carbon was determined by X-ray fluorescence (XRF) and X-ray diffraction (XRD). Ozonation and catalytic ozonation experiments were performed in semi-batch reactor and the mass of ozone produced was measured by iodo-metric titration methods. Concentration changes of humic Acid were determined using spectrophotometer at an absorbance wavelength of 254 nm. To evaluate the performance of catalytic ozonation in humic Acid removal, the effects of different parameters included pH, initial concentration of phenol contact, the amount pumice and Tert-butanol alcohol (TBA) were examined and the results were analyzed by Excel software. Findings: The results of the Catalytic ozonation indicated that using Pumice as a catalyst increased the humic acid’s decomposition by 8 times and the removal efficiency was increased by increasing pH (4-12) and catalyst dosage (0.25-10 g). The experimental results showed that catalytic ozonation was the most effective in less time (10 min) with considerable efficiency (90%) compared to the sole ozonation process (SOP). The results indicated that the catalytic ozonation process, compared to SOP, was affected less by radical scavenger. Conclusion: Because of the low cost of Pumice, easy access to required raw materials and its remarkable performance as catalyst, it can be used as catalyst in sole ozonation processes to remove the organic material.