كاربرد فرايند اكسيداسيون فتوشيميايي با پرسولفات پتاسيم و نور خورشيد در حذف رنگ راكتيو آبي 19 از محيط هاي آبي

Application of Solar Irradiation / K2S2Og Photochemical Oxidation Process for the Removal of Reactive Blue 19 Dye from Aqueous Solutions

زمينه و هدف : رنگ ها ، تركيبات آلي با ساختار پيچيده هستند كه به دليل سميت ، سرطان زايي وعدم قابليت تجزيه بيولوژيك يكي از مهم ترين آلاينده هاي زيست محيطي محسوب مي شوند. هدف اين مطالعه بررسي امكان سنجي استفاده از پرسولفات پتاسيم در حضور نور خورشيد جهت حذف رنگ راكتيو آبي 19 محيط هاي آبي بوده است. روش بررسي: اين مطالعه درمقياس آزمايشگاهي و به صورت ناپيوسته با استفاده از راكتورهايي با حجم 200 ميلي ليتر انجام گرفت. در اين تحقيق اثر pH ، غلظت پرسولفات پتاسيم، غلظت اوليه رنگ و زمان واكنش فتوشيميايي بر حذف رنگ راكتيو آبي 19 بررسي شد. براي تهيه غلظت هاي اوليه مختلف فاضلاب جرم هاي متفاوتي از پودر خشك رنگ مورد نظر در آب شهر حل شد. راكتورها درمحدوده زماني ساعات 11 صبح تا 14 عصر در معرض تماس نور طبيعي خورشيد قرارگرفتند. طول موج حداكثر جذب رنگ مورد نظر(max ?) با استفاده از اسپكتروفتومتر (Unico 2100) تعيين و غلظت رنگ در نمونه هاي مورد آزمايش با استفاده از منحني استاندارد تهيه شده در طول موج 592 نانومتر و معادله بهترين خط برازش آن اندازه گيري شد. يافته ها: بر اساس آناليزطيف جذبي ، max ? رنگ مورد نظر 592 نانومتر تعيين شد. متوسط شدت پرتو ماوراي بنفش ساطع شده از خورشيد معادل 6/54 ميكرو وات بر سانتي مربع تعيين گرديد. نتايج نشان داد كه پرسولفات پتاسيم به صورت مجزا با زمان تماس 3 ساعت مي تواند 2/38 درصد رنگ مورد نظر را حذف نموده و با كاهش pH راندمان حذف رنگ افزايش مي يابد. بر اساس اين نتايج ميزان راندمان حذف رنگ براي زمان تماس 3ساعت و pH 4، 6 و 8 به ترتيب 2/98 ، 5/88 و 5/78 درصد تعيين شد. بررسي اثر غلظت پرسولفات پتاسيم در حذف رنگ نيز نشان داد كه با افزايش غلظت پرسولفات پتاسيم راندمان حذف افزايش يافته و ميزان حذف طي زمان 3 ساعت و غلظت1 تا5 ميلي مول در ليتر به ترتيب75 ، 86 ، 92، 95 و 2/98 درصد است. واكنش حذف رنگ راكتيو آبي 19 با اين فرايند يك واكنش درجه يك مي باشدكه ثابت سرعت آن معادل min-1 01/0 است. نتيجه گيري: با توجه به مشكلات بهره برداري فرايندهاي فتوكاتالسيتي غير همگن در جداسازي عوامل فتوكاتاليست، هزينه بهره برداري و نگهداري سيستم هاي فتوكاتاليستي با منبع نور مصنوعي، استفاده از فرايند فتوكاتاليستي همگن با پرسولفات پتاسيم و نور طبيعي خورشيد مي تواند به عنوان يك گزينه جهت حذف رنگ از فاضلابهاي صنايع نساجي مورد توجه قرار گيرد.

Background and Objectives: Dyes are organic compounds with complex structures, which due to toxicity, carcinogenicity and nonbiodegredabity, this type of pollutants is one of the most important pollutants of the environment. The goal of this research was to study the feasibility of the application of solar irradiation in presence of potassium persulfate (K2S2Os) for the removal of Reactive blue 19 (RBI 9) from synthetic wastewater. Materials and Methods: This research was carried out in laboratory scale with using of200ml volume of batch photoreactor. The effects of operating parameters such as concentration ofK2S208, pH, photoexposure time and preliminary concentrations of dye on decolorization have been evaluated. Different concentrations of pollutant in wastewater were prepared by solution of various masses of RBI 9 on tap water. The reactors were exposed with natural solar irradiation as a UVA source from 11 am to 14 pm. The maximum absorbtion wave length of this dye (X ) was determined by spectrophotometer (Unico, 2100). The measurement of dye concentrations was determined with using of standard curve and its best line equation Results: Analysis of absorbtion spectra showed that the Xmax of RBI 9 is 592 nm. The average intensity of the UVA irradiated from solar system was 54.6 |^W/Cm2. The results of decolorization process showed that 38.2 % of this dye can be removed within 3 hr in the presence of potassium persulfate and decreasing of pH leads to the elevation of dye removal efficiency. Based on these findings, the efficiency of dye removal with 3h photoexposure time and pH ranges of 4,6 and 8 were found to be 98.2 88.5 and 78.5 %, respectively. Also, the results showed that increasing of K2S208 dosage leads to elevation of dye removal efficiency in 3h photoexposure time and K2S208 dosages within 1-5 m mol/L, with the removal efficiency of 75,86,92,95 and 98.5%, respectively. Analysis of data indicates that the kinetic of the removal of RBI 9 with this process is a first order reaction which its rate constant is O.Olmin1. Conclusion: Due to the operation problems presented in heterogeneous photocatalitical processes such as catalysts separation and high costs of operation and maintenance of these processes caused by man-made sources of irradiations; homogeneous photocatalitical process with using of potassium persulfate associated with natural solar irradiation can be used as a suitable process for the removal of dyes from textile industries wastewaters.