بررسي كارايي فرآيند الكتروفنتون در تجزيه فنل از محيط‌هاي آبي

Investigation of Electro-Fenton process in degradation of phenol from aqueous solutions

زمینه و هدف: روش‌های الكتروشیمیایی به عنوان یكی از فرآیندهای اكسیداسیون پیشرفته به طور موثری برای تجزیه مواد آلی در محلول‌های آبی استفاده شده است. در این مطالعه كارایی روش الكتروفنتون با كاربرد الكترود آهن در تجزیه فنل مورد مطالعه قرار گرفت. روش بررسی: در این مطالعه، یك راكتور منقطع الكتروفنتون در مقیاس آزمایشگاهی مجهز به 4 الكترود و منبع برق مستقیم به منظور حذف فنل مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر پارامتر‌های بهره‌برداری نظیر: pH، ولتاژ، غلظت (پراكسید هیدروژن) H2O2، غلظت اولیه فنل، و زمان بهره‌برداری بررسی شد. در این مطالعه H2O2 به صورت دستی به راكتور اضافه شد، در صورتی‌كه الكترود آند آهن به عنوان منبع یون فرو استفاده شد. یافته‌ها: نتایج مطالعات نشان داد در این فرآیند، pH اولیه محلول، غلظت اولیه H2O2 و ولتاژ كاربردی بیشترین تاثیر را در كارایی حذف فنل داشته است، به طوری كه 87 % از فنل بعد از min 15 در pH 3، ولتاژ V 26 و H2O2 mg/L 100 حذف شد. با افزایش pH كارایی حذف فنل كاهش یافت، به طوری در pH برابر 10، بعد از min 15 كارایی 11 % بدست آمد. برای حذف 99/99 % فنل در pH برابر 3، غلظت mg/L 100 از H2O2 و ولتاژ V 26 به min 60 زمان نیاز بود. نتیجه‌گیری: فرآیند الكتروفنتون با كاربرد الكترودهای آهن می‌‌تواند فرآیندی امیدوار كننده برای تجزیه فنل و تصفیه فاضلاب‌‌های صنعتی باشد.

Background and Objective: Electrochemical methods as one of the advanced oxidation processes (AOPs), have been applied effectively to degrade recalcitrant organics in aqueous solutions. In the present work, the performance of electro-Fenton (EF) method using iron electrodes on the degradation of phenol was studied. Materials and Methods: In this study, a lab-scale EF batch reactor equipped with four electrodes and a DC power supply was used for removing phenol. The effect of operating parameters such as pH, voltage, H2O2 and initial phenol concentration and operating time were evaluated. We added H2O2 manually to the reactor while iron anode electrode was applied as a ferrous ion source. Results: It was found that initial pH of the solution, initial H2O2 concentration, applied voltages were highly effective on the phenol removal efficiency in this process, so that 87% of phenol after 15 min of reaction at pH=3.0, voltage 26 V and H2O2 100 mg/L was removed. Phenol removal efficiency decreased with increasing pH, so that at pH 10, after 15 min, efficiency was 11%. To remove 99.99% phenol at pH 3, 100 mg/L concentration of H2O2 and voltage 26 V for 60 min was required. Conclusion: Electro-Fenton process using iron electrodes for phenol degradation and remediation of wastewater could be a promising process.