بررسي حذف فنل از محلول‌ هاي آبي توسط عوامل اكساينده پراكسيد هيدروژن، پرسولفات و پريدات فعال‌ سازي‌شده با امواج فراصوت

The Study of Phenol Removal from Aqueous Solutions Using Oxidizing Agents of Peroxide Hydrogen, Persulfate and Periodate Activated by Ultrasound

زمينه و هدف: وجود تركيبات آلي مقاوم به تجزيه بيولوژيكي موجود در صنايع مختلف شيميايي و پتروشيمي به يكي از مهم‌ ترين چالش‌ هاي زيست‌ محيطي در قرن حاضر تبديل شده است. فنل يا هيدروكسي بنزن يك از هيدروكربن‌ هاي آروماتيك سمي است. اين ماده از طريق دفع فاضلاب تعدادي از صنايع باعث آلودگي محيط زيست، به‌ خصوص منابع آبي، مي‌ شود. در اين مطالعه تأثير عوامل اكساينده شامل پراكسيد هيدروژن، پرسولفات و پريدات فعال‌ سازي‌شده با امواج فراصوت در حذف فنل از محلول‌ هاي آبي مورد مطالعه قرار گرفته است. مواد و روش‌ ها: در اين مطالعه تجربي حذف فنل با استفاده از روش توأم امواج فراصوت/پرسولفات، پريدات و پراكسيد هيدروژن با فركانس 40 كيلوهرتز براي تصفيه‌ پذيري محلول‌ هاي آبي آلوده به تركيبات فنلي مورد بررسي قرار گرفت. تأثير پارامترهاي مختلف از جمله غلظت مولي پراكسيد هيدروژن (0/004-0/1 مول بر ليتر)، پرسولفات (0/001-0/005 مول بر ليتر) و پريدات (0/001-0/005 مول بر ليتر)، در PH (3، 7، 10) و تأثير تغييرات شدت يوني در زمان‌ هاي تماس مختلف، به‌ عنوان متغيرهاي اين مطالعه انتخاب شدند. يافته‌ ها: نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد كه افزايش غلظت اكسيدكننده‌ ها تا حد قابل‌توجهي راندمان حذف را افزايش مي‌ دهد و سپس روندي نزولي در حذف فنل مشاهده مي‌ شود. غلظت بهينه پراكسيد هيدروژن 0/1 مول بر ليتر، پرسولفات 0/003 و مول بر ليتر و پريدات به ترتيب 0/1 و 0/004 مول بر ليتر انتخاب شد. نتايج بررسي مقادير متفاوت pH در كارايي فرايند نشان داد كه هر سه فرايند در pH برابر 3، بيشترين كارايي حذف را داشته‌ اند و شدت يوني باعث كاهش در راندمان فرايند امواج فراصوت/پرسولفات شده و بر عملكرد ديگر فرايندها بي‌ تأثير بوده است. نتيجه‌ گيري: نتايج حاصل از مطالعه بيانگر آن بود كه فرايند توأم امواج فراصوت و پرسولفات در شرايط بهينه بهره‌ برداري داراي بيشترين راندمان نسبت به دو فرايند ديگر است. لذا پرسولفات مي‌ تواند به‌ عنوان اكسيدكننده‌ اي مناسب به همراه امواج فراصوت در حذف فنل در محيط‌ هاي آبي مختلف مورد استفاده قرار گيرد.

Background and Objective: The percence of organic compounds resistant to biodegradation has become one of the most important environmental challenges in the chemical and petrochemical industry in this century. Phenol or hydroxyl benzene as an aromatic hydrocarbon discharged into the environment through certian industrial effluents which, thereby, pollutes water resources. This study examined the performance evaluation of oxidizing agents of peroxide hydrogen, persulfate and periodate activated by ultrasound for removal of phenol from aqueous solutions. Materials and Methods: In this experimental study, the treatability of polluted effluent using US/S2O8, US/IO4 and US/H2O2 with a frequency of 40 kHz for the treatment of contaminated aqueous phenolic compounds were investigated. The effects of operational parameters such as the concentration amount of persulfate (0.001-0.005 M), peroxide hydrogen (0.004-0.1M),and periodate (0.001-0.005 M),, in different contact times in pH of (3,7 and 10) and the impact of changes in the ionic strength in the contact times were selected as the variables of the study. Results: The results of this study showed that increasing the concentration of oxidation significantly increases the removal efficiency and then a decreasing trend was observed in the removal of phenol. So that, optimal concentration of persulfate, periodate,and hydrogen peroxide were selected as 0.003M 0.004M 0.1 M/l, respectively. Study of different changes of pH showed that all three processes had the most removal efficiency at pH= 3 and ionic strength has reduced the US/S2O8 process efficiency and had no effect on the other processes. Conclusion: The results of this study indicated that combined ultrasonic and persulfate process in the optimal conditions had the highest efficiency compared to the other processes. Therefore, persulfate can be used as a good oxidizer together with ultrasonic waves to remove phenol in aqueous solutions.