بررسي عملكرد ازن زني كاتاليستي با استفاده از زيوليت اصلاح شده با مس در حذف رنگ راكتيو رد 198 از محلول هاي آبي

Investigation of the Catalytic Ozonation Performance Using Copper Coated Zeolite in the Removal of Reactive Red 198 From Aqueous Solutions

چكيده مقدمه: حذف رنگ ها از پساب صنايع يكي از مسايل اساسي زيست محيطي مي باشد. اخيراً، از روش هاي جديدي مانند ازن زني كاتاليستي به منظور افزايش راندمان حذف رنگ استفاده مي شود. اين مطالعه با هدف بررسي عملكرد ازن زني كاتاليستي با استفاده از زيوليت كلينوپتيلولايت اصلاح شده با مس در حذف رنگ راكتيو رد 198 از محلول هاي آبي انجام شده است. مواد و روش ها: ابتدا زيوليت با سولفات مس اصلاح گرديد. سپس پارامترهاي pH، غلظت اوليه رنگ، دوز كاتاليزور، زمان تماس و دوز رباينده راديكال در فرايند ازن زني كاتاليزوري حذف رنگ مورد بررسي قرار گرفت. آزمايشات ازن زني كاتاليزوري در راكتور نيمه منقطع انجام گرفت. مشخصات ساختاري، تركيب شيميايي، سطح ويژه زيوليت و هم چنين خصوصيات ظاهري زيوليت با استفاده از تكنيك هاي XRF، BET،XRD تعيين شد. از آناليز COD براي بررسي ميزان تجزيه پذيري رنگ استفاده شد. يافته هاي پژوهش: نتايج حاصل از بررسي pH، دوز كاتاليزور، زمان تماس نشان داد كارايي حذف رنگ افزايش مي يابد و با افزايش غلظت اوليه رنگ از 100 به 500 ميلي گرم بر ليتر كارايي حذف از 92 درصد به 68 درصد كاهش مي يابد. تجزيه پذيري رنگ در فرايند ازن زني ساده 20 درصد و ازن زني كاتاليزوري 45 درصد افزايش يافته است. بحث و نتيجه گيري: با توجه به هزينه كم، تهيه آسان و در دسترس بودن زيوليت و از طرفي با توجه به عملكرد زيوليت اصلاح شده به عنوان كاتاليزور، استفاده از آن براي حذف آلاينده هاي مختلف از محيط توصيه مي شود.

Abstract Introduction: Dye removal from industrial wastewater has been considered as one of the most environmental issues. Recently, new methods of treatment such as catalytic ozonation have been used to increase dye removal efficiency. So, the efficiency of catalytic ozonation by copper coated zeolite as a catalyst in the removal of Reactive Red 198 was investigated. Materials & Methods: In order to remove dye, the zeolite granules were modified by CuSO4. The heterogenous catalytic ozona-tion experiments were carried out to deter-mine the effect of pH, contact time, initial dye concentration, catalyst dose and radical scavengering in a semi-batch reactor. Sca-nning Electron Microscope (SEM), X-ray Diffraction (XRD), X-ray Fluorescence (XRF), Adsorption/Desorption Porosimetry (BET) analyses were used to determine the structural properties, chemical compounds, specific surface area and morphological characteristic of zeolite and copper coated zeolite. Also catalytic ozonation process (COP) removal in both catalytic and sole ozonation was measured. Findings: The results showed that in cat-alytic ozonation, the removal efficiency of the dye increased in proportion to the increasing of pH, contact time, catalyst dose. Conversely, with the increasing of the initial concentrations of dye from 100 to 500 mg/L, removal efficiency decreased from 92% to 68% in catalytic ozonation. Furthermore, in the presence of radical scavenger, no considerable decrease was observed in catalytic ozonation. Also COD experiments showed 20% and 45% incr-eases in the sole ozonation and catalytic ozonation, respectively. Discussion & Conclusion: Due to the low cost, availability and high performance of zeolite as a catalyst support, and also with regard to the advantages of heterogenous systems compared with homogenous sys-tem, using of copper coated zeolite in cata-lytic ozonation processes for the removal of different pollutants is suggested.