بررسي كارآيي فرايندهاي اكسيداسيون پيشرفته براي حذف آفت كش ها از آب با تاكيد بر برآورد اقتصادي آن ها

Efficacy study on advanced oxidation processes application for pesticides removal from water with emphasis on their cost aspects

زمينه و هدف: يكي از روش هاي حذف انواع آلاينده ها از آب هاي آلوده فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته (Advanced oxidation processes= AOPs) است كه در سال هاي اخير توسط بسياري از پژوهشگران پيشنهاد شده است. مهمترين مشكل جدي كه مانع توسعه اين روش هاست هزينه بالاي آن ها مي باشد؛ لذا اين پژوهش با هدف بررسي استفاده از فناوري اكسيداسيون پيشرفته براي حذف آفت كش ها از آب با تاكيد برآورد اقتصادي آن ها صورت گرفت. روش بررسي: در اين پژوهش تجربي، تجزيه و تحليل ها بر اساس طرح فاكتوريل جزيي، روي 150 نمونه انجام گرفت. راكتورهاي التراسونيك، التراويوله، راكتورهاي هيبريدي الترا ويوله و اكسيد روي و الترا ويوله و آب اكسيژنه براي حذف هر دو آفت كش مالاتيون و ديازينون استفاده شدند. آناليز نمونه ها با دستگاه گاز كروماتوگرافي اسپكترومتر جرمي (GC-MS) انجام شد و هزينه انرژي با فرمول تجربي انرژي محاسبه گرديد. يافته ها: نتايج نشان داد كه بيشترين مصرف انرژي (87/5898 و 37/4430 كيلو وات ساعت بر متر مكعب، به ترتيب براي حذف آفت كش ديازينون و مالاتيون) براي فرآيند التراسونيك و كمترين مصرف انرژي (29/224 و 01/167 كيلو وات ساعت بر متر مكعب، به ترتيب براي حذف ديازينون و مالاتيون) براي فرآيند هيبريدي التراويوله و آب اكسيژنه مي باشد. همچنين فرآيند هيبريدي الترا ويوله و آب اكسيژنه اقتصادي ترين روش حذف آفت كش هاي ديازينون و مالاتيون از آب است و حذف آفت كش مالاتيون با فرآيندهاي مختلف از نظر اقتصادي بهتر از آفت كش ديازينون است. نتيجه گيري: نتايج اين گونه مطالعات مي توانند زمينه استفاده از فرآيندهاي تصفيه پيشرفته را بصورت تلفيقي براي تصفيه آب و فاضلاب در مقياس صنعتي، براي استفاده در صنعت آب و فاضلاب كشور فراهم سازند.

Background and aims: Removal of recalcitrance pollutants from water by advanced oxidation processes (AOPs) has been recently suggested by many researchers worldwide. However, being costly is the most important problem which prevent from doing such a method. The aim of this study was the assessment of AOPs usage for removal of pesticides from water with focus on their cost aspects. Methods: This research was an experimental study. The experimental analysis was carried out on 150 samples that had been determined based on minor factorial plan. Batch reactors including Ultrasonic (US), Ultraviolet (UV), Ultraviolet and Zinc Oxide (UV/ZnO), Ultraviolet/ Hydrogen Peroxide (UV/H2O2) were used for Diazinon and Malathion removal. The samples were analyzed by Gas Chromatography Mass Spectroscopy (GC-Mass), and the energy costs were calculated by the empirical equation. Results: The results showed that the highest consumption of energy (i.e. 5898.87 and 4430.37 kWh/m3 for Diazinon and Malathion, respectively) was for the US method and the lowest consumption of energy (i.e. 224.29 and 167.01 kWh/m3 for Diazinon and Malathion, respectively) was achieved for the UV/H2O2 method. The results showed that the hybrid processes UV/H2O2 way the most economical way to remove the pesticides Diazinon and Malathion from water. Also, the removal of the pesticide Malathion was economically better than the pesticide Diazinon. Conclusion: The results of this study can pave the way the using of the process of advanced fusion in a syncretism procedure as a treatment for water and wastewater on an industrial scale in the water and wastewater industry.