كارايي فرآيند پرسولفات فعال شده با امواج فرابنفش در حضور كربن فعال گرانوله در حذف رنگ متيلن بلو از محلول هاي آبي

Efficiency of Persulfate Activated by UV Irradiation in the Presence of Granular Activated Carbon for Removal of Methylene Blue Dye from Aqueous Solution

زمينه و هدف: رنگ­ها از مهم­ترين آلاينده ­هاي موجود در فاضلاب صنايع نساجي مي­ باشند. استفاده از فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته به‌عنوان يك روش كارآمد مي­تواند در حذف اين آلاينده ­ها از پساب فاضلاب صنايع نساجي مؤثر باشد. ازاين­رو در اين پژوهش عملكرد فرآيند فعال­سازي پرسولفات با استفاده از امواج فرابنفش در حضور كربن فعال گرانوله جهت حذف رنگ متيلن ­بلو و تأثير پارامترهاي بهره ­برداري مورد بررسي قرارگرفته است. مواد و روش ­ها: اين مطالعه تجربي در يك راكتور نوري ناپيوسته در مقياس پايلوت انجام شد. تأثير پارامترهاي بهره ­برداري ازجمله pH محلول در محدوده 9-3، دزاژ كربن فعال گرانوله mg/L 0/6-5 ، غلظت پرسولفات mmol/L 2-0/2 و غلظت اوليه رنگ متيلن بلو در دامنه mg/L 400-50 در زمان تماس 30-2 دقيقه موردبررسي قرار گرفت. غلظت نهايي رنگ متيلن ­بلو با استفاده از دستگاه DR-6000 اندازه­گيري شد. معدني ­سازي فرآيند در شرايط بهينه با اندازه‌گيري COD، TOC تعيين شد. يافته­ ها: بيشترين كارايي فرآيند در حذف رنگ متيلن ­بلو در 3 pH=، دوز كربن فعال گرانوله g/L 1، غلظت بهينه پرسولفات mmol/L 1 و در زمان تماس 20 دقيقه بود كه در اين حالت 99 درصد رنگ در غلظت اوليه 50 ميلي­گرم­ بر ­ليتر حذف شد. ميزان حذف COD و TOC به ترتيب برابر با 71% و 69/9% بود. سرعت تجزيه رنگ متيلن ­بلو مطابق با واكنش درجه اول بود (0/99 = R2). نتيجه ­گيري: بر اساس نتايج حاصل از اين پژوهش فرآيند تلفيقي موردنظر كارايي قابل‌توجه ي در حذف رنگ متيلن ب­لو داشته و مي­ تواند به‌عنوان يك روش كارآمد در حذف رنگ از پساب فاضلاب صنايع نساجي مورداستفاده قرار گيرد.

Background and Aim: Dyes are one of the most important pollutants in textile wastewater (TWW). Use of advanced oxidation processes (AOPs) as an efficient method can be useful for removal of these pollutants from the effluent of textile wastewater. In this study we evaluated the efficiency of the persulfate activation process, using ultraviolet (UV), in the presence of granular activated carbon (GAC) for removal of methylene blue dye (MBD). Also, we studied the effect of operating parameters on the dye removal. Materials and Methods: This experimental study was performed in a pilot-scale batch photoreactor. The effect of operating parameters including solution pH (between 3 and 9), dosage of granular activated carbon (0.6-5 mg/L), persulfate concentration (0.2-2 mmol/L), initial concentration of methylene blue dye (50-400 mg/L), and contact time (2-30 minutes) were evaluated. The final concentration of methylene blue dye was measured by using DR- 6000 device. Mineralization of the process, in optimal conditions, was determined by measuring COD and TOC. Results: The highest efficiency of the process for removal of methylene blue dye (99% dye removal at an initial concentration of 50mg/L) was observed at pH = 3, granular activated carbon dose of 1 g/L, optimal persulfate concentration of 1 mmol/L, and after a 20-minute contact time. The removal rates of COD and TOC were 71% and 69.9%, respectively, and the decomposition rate of methylene blue dye was based on the first-order reaction (R2 = 0.99). Conclusion: Considering the results of this study, the combined process had a significant efficiency to remove methylene blue dye and can be used as an efficient method for removal of the dye from the effluent of textile wastewater.