ارزيابي كارايي فرايند فنتون در حذف كروم، COD و كدورت از فاضلاب صنايع آبكاري

Performance Evaluation of Fenton Process to Remove Chromium, COD and Turbidity from Electroplating Industry Wastewater

استفاده وسيع از فلزات سنگين و تركيبات آنها توسط صنايع، منجر به تخليه مقادير زيادي از اين آلاينده‌ها به آبهاي پذيرنده شده است. در صورتي كه اين آلاينده‌ها وارد محيط شوند باعث ايجاد مخاطرات بهداشتي مي‌شوند. كروم يكي از مهم‌ترين فلزات سنگيني است كه حضور آن در محيط‌هاي آبي نگراني بزرگي به‌دليل سميّت بالا در غلظتهاي پايين و قابليت تجمع در بافتهاي ارگانيسم‌ها ايجاد كرده است. هدف از اين مطالعه ارزيابي كارايي فرايند فنتون در حذف كروم از فاضلاب صنايع آبكاري به‌عنوان آلاينده اصلي و موثر در حذف COD و كدورت بود. پژوهش از نوع توصيفي- مقطعي بوده كه در بازه زماني 3 ماهه سوم سال 89 انجام گرديد. نمونه‌برداري از حوضچه متعادل‌سازي فاضلاب صنعت آبكاري واقع در شهرك صنعتي خضرا شهرستان كرمان انجام گرفت. جمع تعداد نمونه‌ها 110 بود. نمونه‌ها بعد از آماده‌سازي در شرايط مختلف (تنظيم pH در مقادير7،5،2، افزودن H2O2 با درصد وزني 30 درصد در غلظتهاي 500، 1000، 1500، 2000، 2500 و 3000 ميلي‌گرم در ليتر و Fe2+ در غلظتهاي 100، 200، 400، 800، 1600 و 3200 ميلي‌گرم در ليتر) در مدت زمان‌هاي واكنش 10، 30 و 60 دقيقه مورد آزمايش قرار گرفتند. تمام آزمايش‌ها بر اساس روشهاي مندرج در كتاب روشهاي استاندارد براي آزمايش آب و فاضلاب انجام گرديد. نتايج نشان داد بيشترين ميزان حذف كروم در pH برابر 5، نسبت بهينه H2O2/Fe2+ برابر 8000/2000 ميلي‌گرم در ليتر و زمان واكنش 10 دقيقه حاصل شد كه برابر با 7/99 درصد بود. بالاترين بازدهي حذف COD در pH برابر 2، نسبت بهينه H2O2/Fe2+ برابر 1600/2500 ميلي‌گرم در ليتر و زمان واكنش 60 دقيقه به‌دست آمد كه به‌ميزان 68 درصد حاصل شد. حداكثر حذف كدورت نيز در pH برابر 7، نسبت بهينه H2O2/Fe2+ برابر 400/1500 ميلي‌گرم در ليتر و زمان واكنش 10 دقيقه حاصل شد كه برابر با 6/97 درصد بود. نتايج به‌دست آمده با نتايج مطالعاتي همچون تجزيه ميكروسيستين LR با استفاده از فرايندهاي فنتون و فتوفنتون ، قابليت تصفيه فاضلاب آموكسيلين با تركيب فرايندهاي استخراج و اكسيداسيون فنتون و اسمز معكوس، فرايند سونوالكتروفنتون به‌عنوان يك تكنولوژي جديد براي تخرب آلاينده‌هاي آلي در آب، اكسيداسيون RDX و HMX توسط فنتون و كاهش COD و حذف روي از فاضلاب صنعت ابريشم مصنوعي با استفاده از تركيبي از فرايند الكتروفنتون و ترسيب شيميايي همخواني دارد. با توجه به نتايج حاصل شده از پژوهش، فرايند فنتون يك فرايند موثر در حذف آلاينده‌هايي همچون كروم، COD و كدورت از فاضلابهاي صنايع آبكاري بوده و مي‌تواند جايگزين مناسبي از نظر كارايي براي ساير روشهاي حذف اين آلاينده‌ها از فاضلاب باشد.

Extensive use of heavy metals and their compounds in industrial processes and products have lead to discharging a large amount of pollutants (e.g. Chromium) into water sources and aquatic environment. These pollutants cause a variety of human and environmental effects including health problems. There is serious concern regarding the presence of Chromium in marine environment as it causes severe toxic effects on microorganisms and ecosystem. The purpose of this study was to evaluate the efficiency of Fenton process in the removal of chromium from electroplating industry wastewater, as a major and effective pollutant for COD and turbidity removal. This is a descriptive study, cross-sectional in nature, and was conducted within a period of three months in 2010. Wastewater samples were taken from a balancing pond located in an electroplating industry in Khazra’ industrial city of Kerman. Almost 110 samples were delivered to the laboratory for analyses. Collected samples were investigated under different conditions (pH levels of 2,5,7, adding H2O2 with 30% weight at concentrations of 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000 mg/L as well as Fe2 + with concentrations of 100 , 200, 400, 800, 1600 and 3200 mg/L) and various reaction times of 10, 30 and 60 minutes. All experiments were based on the Standard Methods for Examination of Water & Wastewater. The highest Chromium removal (99.7%) was obtained at pH of 5.0, optimum ratio of H2O2/Fe2+ = 800/2000 mg/L and the reaction time of 10 minutes. The maximum efficiency COD removal (68%) was obtained at pH of 2.0, optimum ratio of H2O2/Fe2+= 1600/2500 mg/L and the reaction time of 60 minutes. The maximum efficiency for Turbidity removal (97.6%) was obtained at pH of 7.0, optimum ratio of H2O2/Fe2+ =400/1500 mg/L and the reaction time 10 minutes. Our findings are in line with the results of previous studies such as Degradation of microcystin-LR toxin by Fenton and Photo-Fenton processes, Feasibility study of treatment of amoxillin wastewater with a combination of extraction, Fenton oxidation and reverse osmosis , Sonoelectro-Fenton process a novel hybrid technique for the destruction of organic pollutions in water, Fenton oxidation of RDX and HMX and Reduction of COD and removal of Zn2+ from rayon industry wastewater by combined electro-Fenton treatment and chemical precipitation. According to the results of this study, the Fenton process is an effective way to remove pollutants such as chromium, COD and turbidity from the wastewater of electroplating industries, and can be replaced by other methods of pollutant removal from wastewater.