كارايي فرايند اكسيداسيون فنتون در كاهش اسيد هيوميك با غلظت‌هاي بالا از محلول آبي

Efficiency of Fenton Oxidation in Reducing High Concentrations of Humic Acid in Aqueous Solutions

فرایندهای اكسیداسیون پیشرفته، منجر به تولید رادیكال‌های بسیار فعال هیدروكسیل می‌شوند كه این رادیكال‌ها، پتانسیل بالایی برای اكسیداسیون تركیبات آلی دارند. یكی از این فرایندها، فنتون است كه در آن، یون آهن به‌عنوان كاتالیست، در یك محیط اسیدی با اكسیدان وارد واكنش شده و تولید رادیكال هیدروكسیل می‌نماید. این واكنش از نوع واكنش‌های اكسایش- احیا بوده كه یون فلزی، انتقال یك الكترون را می‌پذیرد. كارایی این روش تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله pH، غلظت آهن و پراكسید هیدروژن، غلظت اولیه آلاینده و زمان واكنش است. این پژوهش با هدف بررسی حذف تركیبات هیومیكی، از طریق اكسیداسیون پیشرفته با فناوری فنتون در غلظت‌های بالای 10 میلی‌گرم در لیتر انجام شد. در این مطالعه نمونه‌های سنتتیك از اسید هیومیك تهیه شد و تأثیر pH، غلظت‌های مختلف سولفات آهن و پراكسید هیدروژن در زمان‌های مختلف، روی حذف و تصفیه‌پذیری آنها در محلول آبی مطالعه شد و با توجه به تأثیر نسبت پراكسید هیدروژن به آهن، نسبت بهینه تعیین شد. نتایج نشان داد كه بالاترین راندمان حذف در شرایط بهینه pHبرابر 5، نسبت مولی پراكسید هیدروژن به آهن 3/3 به 1، زمان اكسیداسیون 40 دقیقه و در غلظت اولیه 10 میلی‌گرم در لیتر اسیدهیومیك بوده و میزان جذب اشعهUV254 حدود 04/0 بر سانتی‌متر و راندمان حذف حدود 80 درصد حاصل شد. به‌طور كلی نتایج این مطالعه نشان داد كه فرایند فنتون می‌تواند غلظت اسید هیومیك موجود در محیط‌های آبی را به‌میزان بالایی كاهش دهد.

Advanced oxidation processes produce hyperactive hydroxyl radicals that have a high potential for the oxidation of organic compounds. One of these processes is the Fenton process in which iron ion as a catalyst reacts with oxidants in an acid environment to generate the hydroxyl radical. This is an oxidation-reduction reaction in which the metal ion transfers an electron. The efficiency of this method is influenced by such different factors as pH, iron and hydrogen peroxide concentrations, initial concentration of the contaminant, and reaction time. This study was conducted to investigate the removal of humic compounds in concentrations above 10 mg/L via an advanced oxidation process with Fenton technology. For this purpose, samples of synthetic humic acids were prepared and the effects of pH, different considerations of ferrous sulfate and peroxide hydrogen, different reaction times on the removal and filterability of humic acids from aqueous solutions were examined. The optimal ratio was determined based on the impact level of hydrogen peroxide to iron ratio. Results showed that the highest removal efficiency of 80% was achieved under the optimal conditions with pH 5, a molar hydrogen peroxide/iron ratio of 3.3:1, an oxidation time of 40 min, an initial concentration of 10 mg/L humic acid, and a UV254 absorbance level of 0.04/cm. In general, the results indicate that the Fenton process is capable of significantly reducing the humic acid present in aqueous environments.