مقايسه كارآيي روشهاي ازنزني تنها، ازنزني كاتاليزوري و جذب بر كربن فعال در حذف فورفورال از محلولهاي آبي

The investigation of single ozonation process, catalytic ozonation process and single adsorption on activated carbon efficienciesfor removal of furfural from aqueous solution

زمينه و هدف: فورفورال يك تركيب شيميايي سمي است. براي جلوگيري از اثرات آن بر انسان و محيط زيست، بايد فاضلابهاي حاوي فورفورال را پيش از دفع به محيط، به نحو مقتضي تصفيه نمود. در اين مطالعه از روشهاي اكسيداسيون پيشرفته مبتني بر ازن براي حذف غلظت هاي مختلف فورفورال از فاضلاب در مقياس آزمايشگاهي استفاده شده است. مواد و روش ها: اين پژوهش از نوع كاربردي است. نمونه هاي مورد نياز در هر بررسي در زمانهاي مورد نظر برداشت شد. در اين مطالعه اثر فرايندهاي ازنزني تنها (SOP)، ازنزني كاتاليزوري (COP) و جذب تنها بر كربن فعال (SAP) بر ميزان حذف فورفورال تحت شرايط مختلف مورد بررسي قرار گرفت. يافته ها: تأثير برخي از پارامترهاي مهم مثل pH ، دوزاژ كربن فعال و زمان واكنش بر كارايي SOP ،SAP و COP مورد بررسي قرار گرفت. نتايج در موردpH نشان داد كه كارايي هر سه فرآيند در شرايط خيلي اسيدي و قليايي نسبت به ساير pH ها كمي بيشتر است. با افزايش ميزان دوزاژ، راندمان حذف افزايش يافت و بالاخره با گذشت زمان واكنش، راندمان حذف براي هر سه فرآيند مطالعه شده، افزايش يافت. نتيجه گيري: بيشتر بودن راندمان تجزيه فورفورال در شرايط اسيدي ميتواند ناشي از اكسيداسيون مستقيم و كاتاليزوري آن توسط ازن باشد. بالاتر بودن راندمان در pH هاي قليايي نيز ناشي از اكسيداسيون غيرمستقيم بر اثر توليد راديكالهاي هيدروكسيل ميباشد.در مورد اثر زمان واكنش، نتايج نشان دهنده اين است كه در COP خاصيت سينرژيستي وجود دارد. بيشتر شدن سطوح موجود براي واكنش ازن-كربن فعال- فورفورال ميتواند دليل افزايش راندمان با افزايش دوزاژ كربن فعال باشد.

Background: Furfural is a toxic chemical, so, to avoid its effects on humans and the environment, furfural-containing wastewater must be treated with an appropriate method prior to dispose in the environment. In this study, advanced oxidation methods based on ozone was used to removal of various concentrations of furfural in laboratory scale. Material and Methods: This study is an applied research and the required samples was taken in desired times. The effects of single ozonation process (SOP), catalytic ozonation process (COP), and single adsorption on activated carbon (SAP) on furfural removal efficiency in different conditions were studied. Results: In this study, the influence of some important parameters such as pH, activated carbon dosage and reaction time on the efficiency of SOP, SAP and COP was studied. In the case of pH, the results showed that the efficiency of all three processes in very acidic and very alkaline conditions were higher than the other pH. By increasing activated carbon dosages, the removal efficiency was also increased. Finally, the removal efficiency for the processes studied, increased by increasing reaction time. Conclusion: The higher removal efficiency of furfural in acidic conditions can be due to direct and catalytic oxidation of furfural by ozone. Higher efficiency in the alkaline pH may be due to indirect oxidation because of hydroxyl radicals generation. About the effect of reaction time, the removal efficiency of COP indicates that there was a synergistic effect in catalytic ozonation processes. The increase of reaction surfaces available for ozoneactivated carbon-furfural reactions could be the reason of increased efficiency with increasing dosages of activated carbon.