30115

بررسي اثر بخشي فرايند تركيبي اكسيداسيون پيشرفته و كاويتاسيون هيدروديناميك در تصفيه پساب منتخب آلي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- طراحي فرايند

1399

1402/7/10

دكتر سلمان موحدي راد- دكتر سروش برادران

مهندسي شيمي

اكسيداسيون پيشرفته دسته اي از فرآيند‌هاي تصفيه‌اي مي‌باشد كه با توليد راديكال‌هاي آزاد و غير انتخابگر منجر به تخريب آلاينده‌هاي آلي مي‌گردد. فرايند كاويتاسيون هيدروديناميك و تابش اشعه فرابنفش دسته‌اي از فرايند‌هاي اكسيداسيوني مي‌باشند كه علاوه بر توانايي توليد راديكال‌هاي آزاد، قابليت فعال سازي تركيب‌هاي اكسيد كننده را دارا هستند. در اين پژوهش به منظور بررسي اثربخشي فرايند تركيبي كاويتاسيون هيدروديناميك و اكسيداسيون پيشرفته سامانه تصفيه پساب طراحي و ساخته شده است. پس از ساخت سامانه، فعال سازي همزمان سديم پروكسي دي سولفات به وسيله كاويتاسيون هيدروديناميك و تابش اشعه فرابنفش جهت رنگبري از پساب حاوي سرخ كنگو بررسي گرديد. به منظور تبيين تاثير متغير‌هاي اصلي و يافتن بالاترين ميزان نرخ تبديل، طراحي آزمايش‌ها به روش باكس-بنكن بر روي سه متغير فشار ورودي به راكتور كاويتاسيون، غلظت سديم پرسولفات و شدت توان لامپ UV به ترتيب در محدوده (bar2-6)، (mg.l-1 0-50) و (Watt0-32) انجام شد. طبق نتايج در نقطه بهينه كه فشار، غلظت پرسولفات و شدت توان لامپ UV به ترتيب برابر bar 5/4، mg.l-1 30 و 16 وات بوده است، ميزان 01/92% از رنگبري پساب حاوي سرخ كنگو حاصل شده است. همچنين فرآيند سه گانه كاويتاسيون-UV-پرسولفات با ثابت سرعت برابر با min-1 3-10×6/38 منجر به بالاترين ضريب هم افزايي به ميزان 76/2 گشته است. از منظر ميزان انرژي مصرفي نيز فرايند سه گانه كاويتاسيون-UV-پرسولفات بهترين عملكرد را با كمترين ميزان پارامتر EE/O برابر با kWh.m-3.order-1 41/193 به خود اختصاص داده است. همچنين در شرايط بهينه به دست آمده، افزايش غلظت آلاينده از mg.l-1 20 به mg.l-1 80 موجب كاهش 81/49 درصد از نرخ تخريب آلاينده و 74 درصد از ثابت سرعت مرتبه اول شده است. علاوه بر اين، حضور تركيبات آلي طبيعي در تمامي غلظت‌ها در محيط واكنش منجر به مهار عملكرد سيستم اكسيداسيوني، كاهش نرخ تخريب و ثابت سرعت واكنش گرديده است. در نهايت با استفاده از تركيبات رباينده راديكال نظير اتانول و ترت-بوتانول مشخص گرديد كه در فرايند سه‌گانه كاويتاسيون-UV-پرسولفات ميزان نقش راديكال‌ها برابر 4/63% و ميزان سهم راديكال‌هاي سولفات و هيدروكسيل به ترتيب برابر 1/53% و 9/46% مي‌باشد

1402/08/30