بررسي آزمايشگاهي عملكرد فرآيند الكتروفنتون در كاهش بار آلودگي فاضلاب كاستيك‌مستعمل پالايشگاه اصفهان

Treatment of Isfahan Refinery Spent Caustic by Electro-Fenton Process

فاضلاب كاستیك مستعمل به دلیل قلیائیت بالا، حضور تركیبات گوگردی، بار آلودگی بالا و زیست تخریب ناپذیری از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی پالایشگاه‌ها به‌شمار می‌رود. در همین راستا، در این پژوهش مهم‌ترین عوامل فرآیندی تأثیرگذار بر بازده فرآیند اكسیداسیون پیشرفته الكتروفنتون شامل: پی اچ (در گستره 5-2)، نسبت هیدروژن پراكسید به میزان اكسیژن‌خواهی شیمیایی (75/0-2/0= H2O2/COD)، دما (C° 60-20)، زمان واكنش (min 135-45) و دانسیته جریان (mA/cm2 20-5)، به‌صورت هم‌زمان در كاهش بار آلودگی كاستیك مستعمل پالایشگاه نفت اصفهان به كمك طراحی آزمایش‌ها با روش سطح پاسخ (RSM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد عوامل H2O2/COD، دما، پی اچ، دانسیته جریان و زمان واكنش به‌ترتیب بیشترین اثر را بر بازدهی واكنش داشتند. زمان‌ماند min 60، pH برابر 5/4، نسبت H2O2/COD برابر 6/0، دانسیته جریان mA/cm2 15 و دمای C° 60 به‌عنوان شرایط بهینه فرآیندی ارزیابی شد كه بازدهی نهایی 96% را برای فرآیند الكتروفنتون برحسب شاخص COD در پی داشت. همچنین داده‌های تجربی نشان داد كه با تغییر COD اولیه فاضلاب در محدوده (mg/L 60000 -12500) در شرایط بهینه، بازدهی كاهش بار آلودگی كاستیك مستعمل در گستره 94% تا 97% برحسب شاخص COD قرار داشت.  

Spent caustic wastewater is one of the most important environmental challenges due to high alkalinity, the presence of sulfur compounds and non-biodegradable pollutants. Therefore, in this research, the effective parameters of Electro-Fenton process including pH range (2-5), H2O2/COD (0.2- 0.745), temperature (20-60 °C), reaction time (45- 135 min) and current density (5-20 mA/cm2) have been investigated on the COD removal efficiency by adopting response surface methodology (RSM). The results indicated that H2O2/COD, temperature, pH, current density and reaction time have the most effect on the pollutants removal, respectively. The optimum conditions have been found at pH =4.8, current density =14.8 mA/cm2, temperature =57 °C, reaction time =63 minutes and H2O2/COD =0.63 with 96% COD removal efficiency. According to the results, by changing of initial COD within 12,500 to 60,000 mg/L range at the optimum conditions, the pollutant removal efficiency has been increased from 94% to 97%.