شماره ركورد
34156
پديد آورنده
حانيه ساجدي
عنوان
مطالعه تجربي تصفيه سورفكتانت آنيوني از پساب با استفاده از سيستمهاي تركيبي اكسيداسيون پيشرفته مبتني بر كاويتاسيون
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/05/07
استاد راهنما
دكتر اميد وحيدي
استاد مشاور
دكتر سروش برادران
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
چكيده
سورفكتانتها به عنوان يكي از تركيبات آلي، در پساب بسياري از كارخانجات صنايع شوينده، بهداشتي و
همچنين در پسابهاي خانگي حضور دارند. وجود اين تركيبات در محيطهاي آبي سبب آلودگي محيط
زيست شده و سلامت موجودات آبزي را به خطر مياندازد. در اين ميان، سورفكتانت سديم دودسيل بنزن
سولفونات كه به عنوان يكي از سورفكتانتهاي آنيوني شناخته ميشود، در مقادير بسيار زياد در پسابها
يافت ميگردد. در اين پژوهش از تركيب روشهاي اكسيداسيون پيشرفته كه از نوينترين روشها به منظور
حذف تركيبات مقاوم و پايدار است، در تخريب اين آلاينده استفاده شده است. سيستم تركيبي موردنظر
متشكل از كاويتاسيون هيدروديناميك، تابش فرابنفش و استفاده از اكسيدكنندههاي هيدروژن پراكسيد و
سديم پرسولفات است. آزمايشها در شرايط غلظت اوليه 10mg.L-1از سورفكتانت، حجم پساب ،4Lفشار
،3barدما 30±2◦Cو در مدت زمان 40دقيقه انجام شد. به منظور بررسي پارامترهاي اثرگذار بر فرايند،
طراحي آزمايش با استفاده از روش باكس بنكن و با استفاده از پارامترهاي شدت تابش فرابنفش (،)0-32W
غلظت هيدروژن پراكسيد ( )100-300mg.L-1و غلظت سديم پرسولفات ( )100-300mg.L-1انجام شد. بر
اساس تحليل سطح پاسخ، شرايط بهينه شامل غلظتهاي 210 mg.L-1و 182 mg.L-1براي هيدروژن
پراكسيد و سديم پرسولفات و تابش فرابنفش برابر با 16Wبود كه در آن ميزان تخريب آلاينده % 98/20و
ثابت سرعت ،100/5 ×10-3min-1گزارش شده است. مقايسه فرايندها به لحاظ مصرف انرژي و ارزيابي
اقتصادي نشان داد كه فرايند HC/UV/H₂O₂/PSنه تنها بالاترين درصد تخريب را داشته بلكه كمترين
مقدار ضريب ( EE/Oبهرهوري انرژي به ازاي تخريب آلاينده)، كه نشاندهنده ميزان مصرف انرژي به ازاي
تخريب آلاينده است، با مقدار 31/91kW.h.m-3را دارا ميباشد. همچنين، اين فرايند با داشتن مقدار ضريب
( ECRنسبت هزينه اقتصادي) برابر با 593/01به عنوان روشي بهينه در تخريب سورفكتانت سديم دودسيل
بنزن سولفونات انتخاب شد. افزايش غلظت آلاينده از 10mg.L-1به 40mg.L-1موجب كاهش ميزان تخريب
از % 98/20به % 66/92و كاهش نرخ سرعت از 100/5 ×10-3min-1به 62/3 ×10-3min-1شد. استفاده از
ترت بوتانول و اتانول به عنوان رباينده راديكالهاي آزاد نشان داد كه ميزان تاثير راديكالهاي آزاد برابر با
% 83/50ميباشد، كه در اين بين، سهم راديكال آزاد هيدروكسيل به مقدار % 81/33و سهم راديكال پر
سولفات % 18/67است و تاثير مستقيم كاويتاسيون هيدروديناميك و تابش فرابنفش % 16/50ميباشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/14
عنوان به انگليسي
Experimental study of anionic surfactant Removal from wastewater using Hydodynamic cavitation based advanced oxidation hybrid systems
تاريخ بهره برداري
9/27/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
حانيه ساجدي
چكيده به لاتين
Surfactants, as one of the organic compounds, are present in the wastewater of many
detergent and hygiene industries, as well as in household wastewater. The presence of these
compounds in aquatic environments causes environmental pollution and endangers the health
of aquatic organisms. Therefore, the removal of these compounds from wastewater has
always been one of the important and prominent issues in the field of industry and
environment. Among them, the surfactant sodium dodecylbenzene sulfonate, which is known
as one of the anionic surfactants, is found in very large quantities in astewater. Unfortunately,
conventional treatment methods for removing this compound have not been able to achieve
effective results and continue to face numerous challenges and problems.In this study, a
combination of advanced oxidation methods, which are among the most modern techniques
for removing resistant and stable compounds, has been used to eliminate this pollutant. The
hybrid system in question consists of hydrodynamic cavitation, ultraviolet radiation, and the
use of oxidants such as hydrogen peroxide and persulfate. The experiments were conducted
under the conditions of an initial concentration of 10 mg.L-1 of the surfactant SDBS, a
wastewater volume of 4 liters, a pressure of 3 bar, a temperature of 30±2◦, and a duration of
40 minutes. In order to investigate the parameters affecting the process, an experimental
design was conducted using the Box-Behnken method and the parameters of UV radiation
power intensity (0-32 w), hydrogen peroxide concentration (100-300 mg.L-1), and sodium
persulfate concentration (100-300 mg.L-1). Based on RSM analysis, the optimal conditions
included concentrations of 210 mg.L-1 and 182 mg.L-1 for H₂O₂ and PS, respectively, and a
UV power of 16 ws, under which the pollutant degradation was reported to be 98.2% and the
rate constant was 100.5×10-3min-1. Comparison of the processes in terms of energy
consumption and economic evaluation showed that the HC/UV/H₂O₂/PS process not only
had the highest degradation percentage but also the lowest EE/O parameter value, which
indicates the amount of energy consumption per pollutant degradation, with a value of
31.91667. Additionally, this process, with an ECR value of 593.0193, was selected as the
most optimal method for removing the SDSB surfactant. Increasing the pollutant
concentration from 10 mg.L-1 to 40 mg.L-1 leads to a decrease in the degradation rate from
98.204% to 66.92% and a reduction in the rate constant from 100.5× 10-3min-1 to 62.3×10-3
min-1. The use of tert-butanol and ethanol as free radical scavengers showed that the impact
of free radicals was 83.5%, with the contribution of hydroxyl radicals being 33.81% and the
contribution of persulfate radicals being 67.18%. The direct effect of hydrodynamic
cavitation and UV irradiation was 16.5%.
كليدواژه هاي فارسي
اكسيداسيون پيشرفته , كاويتاسيون هيدروديناميك , سورفكتانت , اشعه فرابنفش , پرسولفات
كليدواژه هاي لاتين
Advanced oxidation , Hydrodynamic cavitation , Surfactant , UV light , Persulfate
Author
Haniye Sajedi
SuperVisor
Omid Vahidi, Soroush Bradaran