بررسي عملكرد فرآيندهاي تلفيقي فنتون ـ اولتراسونيك در حذف پيش‌سازهاي تري هالومتان‌ها از محيط‌هاي آبي با استفاده از آهن صفر

زمينه و هدف: حضور مواد آلي طبيعي(NOM) در محلول‌هاي آبي به سبب ايجاد محصولات جانبي گندزدايي(DBP) از جمله تري‌هالومتان‌ها(THMs) و هالو استيك اسيدها( HAAs)، در نتيجه كلريناسيون محلول‌هاي آبي در فرآيند تصفيه متداول و با توجه به خطرات بالقوه بهداشتي براي سلامت عموم، توجهات زيادي را به خود معطوف كرده است. لذا هدف از اين مطالعه تعيين و بررسي عملكرد فرآيندهاي تلفيقي فنتون ـ اولتراسونيك در حذف پيش سازهاي تري هالومتان‌ها از محيط‌هاي آبي با استفاده از آهن صفر بود. روش بررسي: اين يك مطالعه تجربي مي‌باشد كه در سال 1400 انجام شده است، در اين روش اثرمتغيرها مستقل شامل؛ غلظت اوليه آلاينده، زمان واكنش، غلظت كاتاليست مورد استفاده، ميزان پروكسيد هيدروژن مورد استفاده و pH در محدوده مشخص شده جهت حذف پيش سازهاي تري‌هالومتان ها از محيط هاي آبي با استفاده از آهن صفر با روش سطح ـ پاسخ بر مبناي طراحي مركب مركزي(CCD)  مورد ارزيابي قرار گرفت. آزمايش ها با استفاده از نرم‌افزار Design expert و به روش CCD-RSM طراحي گرديد. نمودارها و اشكال مورد نياز جهت تعيين سنتيك واكنش ها با استفاده از نرم‌افزار Excel ترسيم و پارامترهاي آماري جهت تعيين شرايط بهينه فرآيند با استفاده از آزمون آناليز واريانس، رگرسيون و فيشر تجزيه و تحليل شدند. يافته ها: نتايج حاكي از آن است كه با ثابت نگهداشتن غلظت هيوميك اسيد در سطح 64.75 ميلي‌گرم در ليتر و غلظت كاتاليست 106.76 ميلي‌گرم در ليتر و ميزان ثابت 4.39 pH=، بيشترين بازده حذف هيوميك اسيد زماني اتفاق مي افتد كه هيدروژن پراكسيد و زمان انجام واكنش در بيشينه مقدار خود به ترتيب در سطح 35 ميلي‌مول و 88.75 دقيقه باشند كه در اين شرايط ميزان حذف  از 80 درصد به 92 درصد افزايش يافته است. هم‌چنين با افزايش مقدار كاتاليست ميزان بازده واكنش افزايش مي يابد. طبق واكنش هاي مربوط به فرآيند فنتون، حضور آهن باعث افزايش راديكال هاي هيدروكسيل مي شود، اين يكي از دلايل افزايش بازده حذف مي تواند باشد. نتيجه‌گيري: در فرآيند اولتراسونيك-فنتون تحت شرايط آزمايشگاهي ذكر شده، يون آهن به عنوان كاتاليست، در يك محيط اسيدي با اكسيدان مانند هيدروژن پراكسيد وارد واكنش شده و توليد راديكال هيدروكسيل مي‌كند. ميزان بازدهي اين روش تحت تأثير عوامل مختلفي از جمله pH، غلظت آهن و پراكسيد هيدروژن، غلظت اوليه آلاينده و زمان واكنش است.