22778

ساخت يك نمونه بستر سيال جهت حذف آلاينده منتخب از پساب به روش اكسيداسيون جزئي پيشرفته

كارشناسي ارشد

شبيه‌سازي و كنترل

1395

1398/04/09

دكتر سلمان موحدي راد - دكتر منصور شيرواني

مهندسي شيمي، نفت و گاز

با توجه به افزايش جمعيت و گسترش فعاليت¬هاي اقتصادي و صنعتي در ساليان اخير، موضوع تصفيه پساب بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين خصوص به منظور حذف پساب¬هاي داراي آلودگي¬هاي پايدار و خطرناك نياز به بكارگيري فناوري¬هاي پيشرفته تصفيه پساب وجود دارد. استفاده از راكتور بستر سيال در تصفيه پساب به روش اكسايش جزئي پيشرفته فنتون موقعيت منحصر به فردي از نظر كاهش هزينه و بهبود عملكرد فرآيند داشته و همچنين برخي از نقاط ضعف روش¬هاي تصفيه متداول را حل كرده است. در اين پژوهش، رنگ¬زدايي رودامين¬بي توسط راكتور بستر سيال فنتون حاوي حامل¬هاي SiO2 و دانه¬هاي شيشه¬اي مورد ارزيابي قرار گرفت. به منظور بررسي متغيرهاي تاثيرگذار بر رنگ¬زدايي و كاهش مصرف مواد شيميايي از روش طراحي باكس بنكن استفاده شد. بر اين اساس سه متغير اصلي pH، غلظت H2O2، غلظت Fe2+ به ترتيب در محدوده (5/4-5/2)، (mM7-2) و (mM14/0-024/0) به عنوان متغيرهاي روش طراحي آزمايش در مدت زمان واكنش 60 دقيقه مورد بررسي قرار گرفت. شرايط بهينه با استفاده از طراحي آزمايش باكس بنكن براي رنگ¬زدايي رودامين¬بي در بستر سيال در 8/2 pH=، غلظت H2O2 برابر با mM25/4 و غلظت Fe2+ برابر با mM 098/0 به همراهg 200 حامل بدست آمد. نتايج طراحي آزمايش نشان داد كه متغيرهاي pH، غلظتFe2+ و غلظت H2O2 به ترتيب بيشترين اثر را بر بازدهي رنگ¬زدايي داشته¬اند. نتايج تجربي بدست آمده از نظر مدل سينتيكي مورد بررسي قرار گرفتند و مشاهده شد كه مدل سينتيكي اين فرآيند از معادله مرتبه اول پيروي مي¬كند. بازدهي رنگ¬زدايي و حذف كل آهن درون راكتور بستر سيال فنتون با فنتون متداول مقايسه شد. اين مقادير در راكتور بستر سيال فنتون به ترتيب برابر با 3/95% و 58% بدست آمد كه 8/14% و 21% بيشتر از فنتون متداول است. با استفاده از آناليز EDX نشان داده شد كه درصد وزني آهن بر روي ذرات حامل سيليس از 06/0 به 2/2 درصد افزايش يافته است. اين امر نشان از ته¬نشيني لجن آهن بر روي ذرات و برتري عملكرد بستر سيال فنتون در حذف كل آهن نسبت به فنتون متداول بوده است.

1398/10/22

Fabrication of fluidized bed reactor for removal of specified pollutant using advanced oxidation process

6/30/2019 12:00:00 AM

According to the population increment, and also explosion of economic and industrial activities, the research on the wastewater treatment methods have been interested, in recent years. One of the current challenges of wastewater treatment is the presence of recalcitrant and stable pollutants which are difficult to remove using conventional treatment technologies. Accordingly, the last few years have seen intensified effort to develop more effective wastewater treatment technologies. The use of fluidized bed reactor in wastewater treatment, particularly advanced oxidation fenton processes treatment, represents unique opportunity for cost-effective treatment of wastewater containing recalcitrant pollutants and could help in addressing some of the drawbacks of the conventional treatment technologies. This investigation evaluates the effectiveness of the fluidized-bed Fenton process using SiO2 and glass bead carriers in treating the decolonization. Box-Behnken Design (BBD) was used to investigate the effects of important operating parameters on decolorization to optimize the system. In BBD experiment, pH range was 2/5–4/5, the Fe2+ concentration was 0.024-0.14mM and H2O2 concentration was 2–7mM. The optimized conditions were 4.25mM H2O2, 0.098mM Fe2+ at pH 2.8 using 200g (SiO2 including glass beads) for decolorization of Rhodamine B. The result showed that, pH, Fe2+ concentration and H2O2 concentration have more influence on decolorization of Rhodamine B, respectively. Decolorization of Rhodamine B followed first-order reaction kinetics. The decolorization efficiency and total iron removal of fluidized-bed Fenton and Fenton processes was compared and result showed that, the decolorization efficiency and total iron removal from fluidized-bed Fenton processes were 95.3% and 58%, respectively, where 14.8% and 21% more than fenton. EDX analysis showed that after treatment, Fe weight fraction percentage increased from0.06 to 2.2%, indicating that the iron was certainly precipitated on the surface of SiO2 carriers. These results show that the fluidized-bed Fenton process is better than the Fenton process in total iron removal