بهينه‌سازي تصفيه فنل آبي با پرسولفات در حضور يون آهن

Optimization of Aqueous Phenol Treatment with Persulfate in the Presence of Iron

تركيبات فنلي در بين آلاينده‌هاي داراي تقدم قرار مي‌گيرند و اثرات سو بر سلامت انسان و موجودات زنده دارند. فرايندهاي اكسيداسيون پيشرفته به لحاظ بازده بسيار بالا، جنبه‌هاي بهداشتي و محيط‌ زيستي مطلوب، از چشم‌انداز مطلوبي در حذف آلاينده‌ها در آب و فاضلاب برخوردار هستند. پرسولفات از نظر اكسيدكنندگي، نسبت به بسياري از اكسيدكننده‌ها قوي‌تر است، به‌ويژه وقتي همراه با آهن به‌كار رود باعث توليد راديكال‌هاي سولفات مي‌شود كه پتانسيل اكسيداسيون بالاتري را ايجاد خواهد كرد. در اين پژوهش سعي شد با فعال‌سازي پرسولفات با يون آهن بهترين شرايط براي حذف فنل از محيط‌هاي آبي به‌دست آيد. طرح آزمايش‌ها بر اساس روش آماري تاگوچي و با استفاده از نرم‌افزار ميني‌تب 16 انجام شد. چهار عامل و هر كدام با پنج سطح براي تعيين شرايط بهينه حذف فنل در نظر گرفته شد. زمان تماس 120 دقيقه، نسبت مولار پرسولفات به آهن 5:4 و pH برابر 3 ، شرايط بهينه تصفيه فنل با اكسيداسيون پرسولفات/يون آهن بود. ميزان حذف فنل در شرايط بهينه براي غلظت‌هاي 50 تا 750 ميلي‌گرم در ليتر فنل به‌ترتيب 708/0±93/94 و 675/0±21/58 درصد به‌دست آمد. نتايج نشان داد كه در بين پارامترهاي موثر بر اين فرايند، pH محيط با 80/54 درصد بيشترين و غلظت پرسولفات با 05/11 درصد كمترين عامل موثر بودند. با كاربرد اين فرايند مي‌توان ميزان فنل با غلظت‌هايي كه در فاضلاب‌هاي صنعتي يافت مي‌شود را بين 59 تا 95 درصد حذف كرد.

Phenolic compounds are among the priority pollutants due to their adverse effects on human health and other living organisms. Advanced Oxidation Processes (AOPs) offer promising prospects for the removal of pollutants in water and wastewater due to their high efficiency as well as acceptable health and environmental effects. Persulfate, especially when used with iron, is far stronger than many other oxidants with respect to oxidation properties since it produces sulfate radicals which create a higher oxidation potential. In this research, efforts have been made to achieve the best conditions for phenol removal from aqueous environments by activating persulfate with iron ions. The experimental design was accomplished using the Taguchi statistical method and the Minitab 16 software. For the purposes of this study, four factors, each with five levels, were considered todetermine the optimal conditions for phenol removal. The optimum conditions for phenol removal by integrated persulfate/iron ions were found to comprise a contact time of 120 minutes, a persulfate/iron molar ratio of 5/4, and PH=3. Phenol removal efficiencies of 94.93%±0.708 and 58.21%±0.675 were obtained under the optimum conditions for the experimental minimum (50 mg/l) and maximum (750 mg/l) phenol concentrations, respectively. The results revealed that among the parameters affecting the process, environmental pH with 54.80% and persulfate concentration with 11.05% have the highest and lowest effects, respectively. It is expected that this process is also capable of removing phenol from industrial wastewaters with removal efficiencies in the range of 59-95%.