بررسي كارايي فرآيند فتوكاتاليستي ZnO/UV در حذف اسيد هيوميك از محلول‌هاي آبي

Efficiency Rate of Photocatalytic UV/ZnO in Removing Humic Acid from Aqueous Solution

زمينه و اهداف: مواد هيوميك به گروهی از ماكرومولكول‌های آلی ناهمگن با وزن مولكولی بالا اطلاق می‌شود كه حاصل واكنش‌های بيولوژيكی و ژئو‌شيميايی بوده و به‌عنوان يكی از پيش‌سازهای اصلی محصولات جانبی گند‌زدايی شناخته شده‌اند. هدف از اين تحقيق بررسی كارايی حذف اسيد هيوميك با استفاده از فناوری نانو ذرات اكسيد روی تحت پرتو تابی فرابنفش (UV/ZnO) است. روش بررسی: اين مطالعه تجربی در شرايط آزمايشگاهی به‌صورت راكتور ناپيوسته انجام شده است. در اين پژوهش حذف اسيد هيوميك با استفاده از نانو ذرات اكسيد روی و لامپ فرابنفش با توان w 125 مورد بررسی قرار گرفت. در اين مطالعه غلظت‌های اسيدهيوميك 2، 5، 7 و 10 ميلی‌گرم در ليتر در نظر گرفته شد. در اين تحقيق از دستگاه اسپكتروفتومتر مدل (Spectrometer UV/VIS Lambada25 Perkin Elmer,Shelton) برای اندازه‌گيری اسيد هيوميك باقی‌مانده بعد از فرآيند فتوكاتاليستی استفاده شد. يافته‌ها: نتايج آزمايش‌ها نشان داد، با افزايش غلظت اسيد هيوميك و PH محيط راندمان حذف كاهش و با افزايش زمان پرتودهی راندمان حذف افزايش می‌يابد. همچنين در فرآيند تك‌مرحله‌ای و دوز نانو ذره 0.2 گرم در ليتر و در فرآيند دومرحله‌ای و دوز نانو ذره 0.5 گرم در ليتر بالاترين راندمان حذف اسيد هيوميك مشاهده شد. بنابراين طبق نتايج حاصله، فرآيند دومرحله‌ای فتو كاتاليستی UV/ZnO در شرايط ZnO، برابر 0.5 گرم در ليتر و pH=4 دارای بيشترين كارايی در حذف اسيد هيوميك بوده و قادر است، محلول اوليه اسيدهيوميك 2 ميلی‌گرم در ليتر را بعد از 30 دقيقه واكنش فوتوكاتاليستی به ميزان 98.95 درصد كاهش دهد. نتيجه‌گيری: نتايج نشان داد، استفاده از فرآيند فتوكاتاليستی ZnO/UV در حذف اسيد هيوميك از محلول‌های آبی می‌تواند به‌عنوان روشی كارآمد برای حذف اسيد هيوميك از محلول‌های آبی مورد استفاده قرار گيرد.

Background and Objectives: Humic substances belong to a group of micro molecular of organic substance with different molecular weight produced by reaction of biological and geochemical process. They are known as one of the main prefabrications of disinfection byproducts. This study aimed at investigating the efficacy of (ZnO) nanoparticle under UV/ZnO radiation in removing humic acid. Material and Methods: This study was conducted under laboratory condition. An interval reactor was used to eliminate humic acid by (ZnO) nanoparticle and UV lamp (125 W Philips HPLN). The humic acid was considered in 2, 5, 7 and 10 mg/lit concentrations. To measure the residue of humic acid after radiation of photo Photocatalytic, Spectrophotometer model (UV/VIS Lambda 25 Perkin Elmer, Shelton) was used. Results: The results showed a decrease in efficiency rate when humic acid concentration and pH increased. By increasing the time of photocatalytic activity the removal effect increased. Also, we observed that single-step process and two-step process with higher removal efficiency at Zno concentration of 0.2 mg/l and 0.5 mg/l, respectively. The two-step process was found more capable of removing humic acid with 98.95% efficiency at the concentration of 0.5 mg/l ZnO, detention time of 30min, and at pH 4. Conclusion: This study suggests the use of UV/ZnO process as a suitable method in removing humic acid from aqueous solutions.