بهینه‌سازی فرآیند الکتروپراکسون با بهره‌گیری از مدل آماری رویه پاسخ در رنگبری ماده رنگزای اسید نارنجی 7 از پساب ساختگی



نشریه: سال دهم - شماره چهارم - زمستان 1395 - مقاله 5   صفحات :  247 تا 258



کد مقاله:
JCST-30-11-2015-1630

مولفین:
جمال مهرعلی پور: دانشگاه علوم پزشکی همدان - مهندسی بهداشت محیط
علي رضا دیاری: دانشگاه علوم پزشکی همدان - دانشکده بهداشت
هادی رضایی وحیدیان: دانشگاه صنعتی مالک اشتر - دانشکده شیمی
محمد رضا سمرقندی: دانشگاه علوم پزشکی همدان - مهندسی بهداشت محیط
فائزه عزيزي: دانشگاه علوم پزشکی همدان - دانشکده بهداشت


چکیده مقاله:

فرآیند الکتروپراکسون تلفیقی از فرآیند ازن‌زنی ساده و الکترولیز می‌باشد که منجر به تولید رادیکال هیدروکسیل می‌گردد. هدف از این مطالعه، بهینه¬سازی فرآیند الکتروپراکسون با بهره‌گیری از مدل آماری رویه پاسخ در رنگبری ماده رنگزای اسید نارنجی 7 از پساب ساختگی بود. در این مطالعه از راکتور نیمه پیوسته مجهز به چهار الکترود گرافیت با ابعاد 2×10 سانتی‌متر استفاده شد. تاثیر عواملي مانند pH (4-2)، غلظت ازن ورودی gr/hr.l (4-2)، آمپر (A 4-2) و زمان واکنش (min 15-30) توسط مدل آماری رویه پاسخ مورد بررسی قرار گرفت. اندازه‌گیری غلظت ماده رنگزای اسید نارنجی 7 با استفاده از دستگاه طيف‌سنج و اندازه‌گیری COD و TOC بر اساس روش‌های ارایه شده در مرجع آزمایشات آب و فاضلاب صورت گرفت. نتایج به دست آمده بیانگر کارایی مناسب این فرآیند در رنگبری و حذف COD و TOC می‌باشد. کارایی فرآیند در شرایط بهینه که شامل 3.5pH=، جریان الکتریکی برابر 3.4 آمپر، دبی ازن ورودی برابر gr/hr.l 3.64، زمان واکنش برابر 30دقیقه در غلظت اولیه ماده رنگزا برابر 100 میلی‌گرم در لیتر 86.42 درصد به دست آمد. میزان کارایی فرآیند در حذف COD و TOC در مدت زمان 60 دقیقه به حداکثر مقدار خود رسید. فرآیند الکتروپراکسون به عنوان یکی از گزینه‌های فرآیندهای اکسايش پیشرفته، توانایی کاهش بار آلودگی صنایع حاوی موادرنگزا را، دارد.


Article's English abstract:

Electro-proxone process is combination of ozonation process and electrolysis that to produce the hydroxyl radical. The aim of this study was to optimization of Electro-proxone process via response surface statistical model in decolonization of Acid Orange 7 dye from synthetic wastewater. In this study was used semi-batch reactor via four graphite electrodes by 2×10 cm dimension. The effect of pH (2-4), concentration of ozone gas (2-4 gr/hr.L), direct electric current (2-4 A), reaction time (15-30 min) parameters via response surface statistical model was investigated. Measuring of Acid Orange 7 dye with DR6000 and measuring of COD and TOC according to methods that presented in standard methods for the examination of water and wastewater book. The results indicates proper performance of this process in decolonization of dye and COD and TOC removal. Performance of process in optimum condition is pH=3/50, direct electric current=3/4A, concentration of ozone gas is 3/64 gr/hr.L and reaction time is 30 minute in 100 mg/L initial concentration of dye. In this condition efficiency of process obtained 86/42%. The process efficiency in COD and TOC removal in 60 minute to the maximum amount reached. The Electro-proxone process as a choices of advance oxidation process have good ability to decrease of dye industrial pollutants.


کلید واژگان:
فرآیند الکتروپراکسون، ماده رنگزای اسید نارنجی 7، COD، TOC، مدل آماری رویه پاسخ، محیط‌های آبی

English Keywords:
Electroproxone process, Acid Orange 7 dye, Response surface methodology, COD, TOC, Aqueous

منابع:

English References:
1. A. Mehrizad, P. Gharbani, Synthesis of ZnS decorated carbon fibers nanocomposite and its application in photocatalytic removal of Rhodamine 6G from aqueous solutions, Prog. Color Colorants Coat. 10(2017), 13-21. 2. A. B. dos Santos, F. J. Cervantes, J. B. van Lier. Review paper on current technologies for decolourisation of textile wastewaters: perspectives for anaerobic biotechnology. Bioresour. Technol. 98(2007), 2369-2385. 3. Y. Anjaneyulu, N. S. Chary, D. S. S. Raj. Decolourization of industrial effluents–available methods and emerging technologies–a review. Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 4(2005), 245-273. 4. F. Liu, B. r. Ma, D. Zhou, L. J. Zhu, Y. Y. Fu, L. x. Xue. Positively charged loose nanofiltration membrane grafted by diallyl dimethyl ammonium chloride (DADMAC) via UV for salt and dye removal. React. Funct. Polym. 86(2015), 191-8. 5. C. Helmes, C. Sigman, V. Fung, K. Thompson, M. Doeltz, M. Mackie, et al. A study of azo and nitro dyes for the selection of candidates for carcinogen bioassay. J Environ Sci. Health. A. Tox. Hazard Subst. Environ. Eng. 19(1984), 97-231. 6. G. Crini. Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: a review. Bioresour. Bioprocess. 97(2006), 1061-1085. 7. B. Krishnakumar, K. Selvam, R. Velmurugan, M. Swaminathan. Influence of operational parameters on photodegradation of Acid Black 1 with ZnO. Desalination Water Treat. 24(2010), 132-139. 8. M. Fayazi, D. Afzali, M. Taher, A. Mostafavi, V. Gupta. Removal of Safranin dye from aqueous solution using magnetic mesoporous clay: Optimization study. J Mol Liq. 212(2015),675-685. 9. T. Matsushita, S. Hirai, T. Ishikawa, Y. Matsui, N. Shirasaki. Decomposition of 1, 4-dioxane by vacuum ultraviolet irradiation: Study of economic feasibility and by-product formation. Process Saf Environ Prot. 94(2015), 528-541. 10. G. Busca, S. Berardinelli. Technologies for the removal of phenol from fluid stream: a short review of recent developments. J. Hazard Mater. 265(2008), 160-188. 11. J. B. Fernando, J. R. Francisco, M. E. Ramon. Catalytic ozonation of oxalic acid in an aqueous TiO2 slurry reactor. Appl Catal B: Environmental. 39(2009), 221-231. 12. L. Laisheng, Z. Wanpeng, Z. Pengyi. UV/O3-BAC Process for removing organic pollutants in secondary effluents. Desalination. 207(2007), 114-24. 13. M. S. Lucas, J. A. Peres, G. L. Puma. Treatment of winery wastewater by ozone-based advanced oxidation processes (O3, O3/UV and O3/UV/H2O2) in a pilot-scale bubble column reactor and process economics. Sep. Purif .Technol. 72(2010), 235-241. 14. E. J. Rosenfeldt, K. G. Linden, S. Canonica, U. Von Gunten. Comparison of the efficiency of OH radical formation during ozonation and the advanced oxidation processes O3/H2O2 and UV/H2O2. Water res. 40(2006), 3695-3704. 15. J. Nawrocki, B. Kasprzyk-Hordern. The efficiency and mechanisms of catalytic ozonation. Appl. Catal. B. 99(2010), 27-42. 16. B. Bakheet, S. Yuan, Z. Li, H. Wang, J. Zuo, S. Komarneni, et al. Electro-peroxone treatment of Orange II dye wastewater. Water Res. 47(2013), 623-643. 17. Z. Li, S. Yuan, C. Qiu, Y. Wang, X. Pan, J. Wang, et al. Effective degradation of refractory organic pollutants in landfill leachate by electro-peroxone treatment. Electrochim Acta. 102(2013), 174-82. 18. S. Yuan, Z. Li, Y. Wang. Effective degradation of methylene blue by a novel electrochemically driven process. Electrochem commun. 29(2013), 48-51. 19. Y. Wang, X. Li, L. Zhen, H. Zhang, Y. Zhang, C. Wang. Electro-Fenton treatment of concentrates generated in nanofiltration of biologically pretreated landfill leachate. J. Hazard Mater. 229(2012), 115-121. 20. T. ?lmez. The optimization of Cr(VI) reduction and removal by electrocoagulation using response surface methodology. J Hazard Mater. 162(2009), 1371–1378. 21. J. P. Silva, S. Sousa, J. Rodrigues, H. Antunes, J. J. Porter, I. Gonçalves, et al. Adsorption of acid orange 7 dye in aqueous solutions by spent brewery grains. Sep. Purif. Technol. 40(2004), 309-15. 22. C. Way. Standard methods for the examination of water and wastewater. 2012. 23. R. M. Sellers. Spectrophotometric determination of hydrogen peroxide using potassium titanium (IV) oxalate. Analyst. 105(1980), 950-954. 24. N. Milan-Segovia, Y. Wang, F. S. Cannon, R. C. Voigt, J. C. Furness. Comparison of hydroxyl radical generation for various advanced oxidation combinations as applied to foundries. Ozone: Sci Eng. 29(2007),461-471. 25. H. A. Hasan, S. R. S. Abdullah, S. K Kamarudin, N. T Kofli. Response surface methodology for optimization of simultaneous COD, NH4+–N and Mn2+ removal from drinking water by biological aerated filter. Desalination. 275(2011), 50-61. 26. Z. Zeng, H. Zou, X. Li, B. Sun, J. Chen, L. Shao. Ozonation of acidic phenol wastewater with O3/Fe (II) in a rotating packed bed reactor: Optimization by response surface methodology. Chem. Eng. Pro: Pro Inte. 60(2012), 1-8. 27. S. Rahim Pouran, A. A. Abdul Raman, W. M. A. Wan Daud. Review on the application of modified iron oxides as heterogeneous catalysts in Fenton reactions. J. Clean. Prod. 64(2014), 24-35. 28. U. Von Gunten. Ozonation of drinking water: Part I. Oxidation kinetics and product formation. Water res. 37(2003),1443-1467. 29. B. De Witte, J. Dewulf, K. Demeestere, H. Van Langenhove. Ozonation and advanced oxidation by the peroxone process of ciprofloxacin in water. J. Hazard. Mater. 161(2009),701-708. 30. E. J. Ruiz, C. Arias, E. Brillas, A. Hern?ndez-Ram?rez, J. Peralta-Hern?ndez. Mineralization of Acid Yellow 36azo dye by electro-Fenton and solar photoelectro-Fenton processes with a boron-doped diamond anode. Chemosphere. 82(2011), 495-501. 31. N. Kishimoto, Y. Morita, H. Tsuno, T. Oomura, H. Mizutani. Advanced oxidation effect of ozonation combined with electrolysis. Water Res. 39(2005), 4661-4672. 32. E. L. Cussler. Diffusion: mass transfer in fluid systems: Cambridge university press; 2009. 33. X. Li, Y. Wang, S. Yuan, Z. Li, B. Wang, J. Huang, et al. Degradation of the anti-inflammatory drug ibuprofen by electro-peroxone process. Water Res. 63(2014), 81-93.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 1185
تعداد دریافت فایل مقاله : 19

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:1,186

کاربران حاضر:17