بررسي كارايي فرآيند اكسيداسيون كاتاليتيكي پرتوهاي پرانرژي الكتروني توام با پرسولفات پتاسيم درحذف اسيد هيوميك از محلولهاي آبي

The Investigation of Electron Beam Catalytical Oxidation Process Efficiency with Potassium Persulfate in Removal Humic Acid from Aqueous Solutions

مقدمه: مهمترين اثر مواد آلي طبيعي موجود در آب، واكنش با گندزداها و ايجاد محصولات جانبي گندزدايي بوده كه اكثراً سرطان زا هستند. فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته (AOPs) روشهاي متداولي براي حذف مواد آلي از محلول هاي آبي مي باشند. كاربرد تابش پرتوهاي پرانرژي الكتروني يكي از انواع روش هاي اكسيداسيون پيشرفته است. لذا در اين مطالعه، كارايي فرآيند اكسيداسيون كاتاليتيكي تابش پرتوهاي پرانرژي الكتروني توام با پرسولفات پتاسيم در حذف اسيد هيوميك از محلولهاي آبي مورد بررسي قرار گرفته است. روش بررسي: اين تحقيق يك مطالعه تجربي است كه در مقياس آزمايشگاهي انجام شده است. در اين تحقيق، اثر pH (10-4)، غلظت اوليه پرسولفات پتاسيم (mmol/100cc 5/0-1/0)، دوز هاي جذبي متفاوت پرتوهاي پرانرژي الكتروني(kGy 15-1) و غلظت اوليه اسيد هيوميك (mg/l 50-10) مورد بررسي قرار گرفت. پرتودهي الكتروني با استفاده از شتاب دهنده الكترون مدل TT200 انجام گرفت و غلظت باقيمانده اسيد هيوميك در نمونه ها توسط اسپكتروفتومتر در طول موج 254 نانومتر تعيين گرديد. يافته ها: براساس نتايج، تغيير pH داراي تاثير جزيي بر روي كارايي حذف اسيد هيوميك است. بطور ميانگين با افزايش pH از 4 به 10، راندمان حذف اسيد هيوميك از 59/72% به 36/73% رسيده بود. نتايج نشان داد كه با افزايش دوز جذبي از 1 به 15 كيلوگري، كارايي حذف اسيد هيوميك افزايش مي يابد. بر اساس نتايج با افزايش غلظت پرسولفات، راندمان حذف اسيد هيوميك افزايش يافته است بطوري كه براي دوز جذبي 3 كيلوگري با افزايش غلظت پرسولفات پتاسيم از mmol/100cc 1/0 به mmol/100cc 5/0، راندمان حذف از 43/69 به 82/83 افزايش يافته بود. آزمايشات سينتيك نشان داد كه تجزيه اسيدهيوميك با استفاده از تابش پرتوهاي پرانرژي الكتروني از سينتيك درجه دوم پيروي مي كند. نتيجه گيري: داده هاي حاصل از اين تحقيق نشان داد كه محلول آبي حاوي اسيد هيوميك بطور موثري توسط پرتوهاي پرانرژي الكتروني تجزيه مي شود. افزودن پتاسيم پرسولفات قادر به بهبود قابل توجه اي در كارايي فرآيند حذف هيوميك اسيد در حضور پرتوهاي پرانرژي الكتروني مي باشد.

Introduction: The most important affect of natural organic matters in water is their reaction with chlorine and producing of disinfection byproducts that are carcinogenic. Humic acid is most common natural organic materials of surface water. Advanced oxidation processes (AOPs) are methods for the removal of organics from aqueous solutions. Application of electron beam radiation is one of these methods for water treatment. The aim of this study was to evaluate the efficiency of catalytic oxidation process of electron beam radiation with potassium persulfate in removal of humic acid from aqueous solutions. Methods: This experimental study was performed in laboratory scale. In this study, effect of pH (4 -10), initial concentration of potassium persulfate (0.1- 0.5 mmol/100cc), different radiation doses of electron beam (1-15 kGy) and the initial concentration of Humic acid (10-50 mg/l) in removal of humic acid were studied. Electron irradiation performed using an electron accelerator model TT200. Residual concentrations of humic acid in the samples determined by spectrophotometer UV/Vis at a wavelength of 254 nm. Results: Based on the results, changes in pH had little effect on the Humic acid removal efficiency. The average, with increasing of pH from 4 to 10, the removal efficiency of humic acid from 72.59% to 73.36% increased, respectively. The results showed that increasing of the dose from 1 to 15 kGy, humic acid removal efficiency increases. Based on results by increasing of persulfate concentration, the removal efficiency increased so that with increasing of concentration of potassium persulfate from 0.1 to 0.5 mmol/100cc, removal efficiency from 69.43% to 83.82% was increased. Kinetic experiments showed that the decomposition of humic acid by electron beam radiation followed the second-order kinetic. Conclusion: The data from this study showed that the aqueous solution containing acid Humic is decomposed effectively by electron beams irradiation. Addition of potassium persulfate can be have significant improvements in removal efficiency of humic acid in the presence of electron beam.