بررسي كارايي فرآيند تلفيقي نانوذرات تترا اكسيد منگنز/ پر اكسيد هيدروژن در حذف پلي وينيل الكل از محيط هاي آبي

Investigation Efficiency of Mn3O4/H2O2 Compilative Processes in Removal of Polyvinyl Alcohol from Aqueonse Solutions

زمينه و هدف: پلي وينيل الكل يكي از تركيبات سخت تجزيه پذير و مقاوم در آب است كه در فاضلاب بسياري از صنايع مشاهده مي گردد و براي سلامتي انسان مضر بوده و حضور آن در منابع آب باعث اختلال در فرايند ته نشيني و حذف فلزات سنگين مي گردد. اين مطالعه باهدف تعيين كارايي فرآيند Mn3O4/ H2O2 جهت حذف PVA صورت گرفت. روش كار: اين پژوهش در مقياس آزمايشگاهي جهت بررسي متغيرهاي موثر در فرآيند Mn3O4/H2O2 شامل pH، غلظت پراكسيد هيدروژن، غلظت نانوذره Mn3O4، زمان واكنش و غلظت پلي وينيل الكل صورت گرفت. جهت نشان دادن ويژگي هاي ساختاري نانوذرات سنتز شده آناليزهاي XRD، BET SEM، FTIR صورت گرفت. ماكزيمم جذب آلاينده با استفاده از دستگاه اسپكتروفتومتر در طول موج 690 نانومتر تعيين شد و غلظت هاي مختلف آن توسط منحني كاليبراسيون مشخص گرديد. يافته ها: با توجه به آناليز BET اندازه نانوذرات توليدي حدود 19nm بود. نتايج آزمايشگاهي نشان داد راندمان حذف براي فرايند Mn3O4/H2O2 با شرايط: pH3، غلظت Mn3O4 0/4g/l و غلظت پراكسيد هيدروژن 20mmol/l، پس از 120 دقيقه از واكنش براي غلظت اوليه 100mg/l پلي وينيل الكل معادل 98 /67 درصد بود. بعلاوه با افزايش غلظت اوليه پلي وينيل الكل كارايي هر دو فرايند كاهش يافت و بيشترين كارايي فرايند در غلظت اوليه 25mg/l حاصل شد كه برابر با 71 درصد بود. تلفيق اشعه UV با اين فرايند باعث افزايش راندمان تا 100 درصد بعد از 40 دقيقه شد. نتيجه گيري: مطابق با نتايج حاصل پر اكسيد هيدروژن فعال سازي شده با كاتاليست Mn3O4 يك گزينه مناسب براي پيش تصفيه و حذف پلي وينيل الكل از فاضلاب هاي حاوي اين آلاينده است.

Background & objectives: Polyvinyl alcohol is a persistent and water-resistant compound found in effluent of many industries and can be harmful to human health. Its presence in water supplies may cause problems in the process of settlings and removing heavy metals. This study aimed to determine the efficiency of Mn3O4 / H2O2 process to remove PVA. Methods: This laboratory-scale research done to study the effects variables influencing process of Mn3O4/H2O2 including pH, hydrogen peroxide concentration, concentration of Mn3O4 nanoparticle, reaction time and concentration of PVA. To determine structural characteristics of nanoparticles XRD, BET SEM, and FTIR analyzes were used. Maximum absorption of contaminant by spectrophotometer was determined at 690 nm and the concentrations of PVA were determined by calibration curve. Results: BET analysis showed size of 19 nm for nanoparticles. Laboratory results showed that removal efficiency for Mn3O4/H2O2 process is 67.98% at; pH=3, Mn3O4 concentration=0.4 g/l, concentration of hydrogen peroxide=20 mmol/l, reaction time=120 minutes, initial concentration PVA=100 mg/l. Removal efficiency decreased by increasing initial concentration of PVA and maximum efficiency of 71% observed for Mn3O4/H2O2 processes at initial concentration of 25 mg/l. UV radiation increased the efficiency of the process to 100% after 40 minutes. Conclusion: In accordance with the results hydrogen peroxide activated by Mn3O4 catalyst is a suitable option for pre-treatment of waste water containing polyvinyl alcohol.