بررسي فرآيند اكسيداسيون فتوشيميايي با پايه پرسولفات (UV/Na2S2O8) در حذف 4-كلروفنل از محيطهاي آبي

Using Persulfate-based Photochemical Oxidation (UV/Na2S2O8) in Eliminating 4-Chlorophenol from Aqueous Solutions

سابقه و هدف: تركيبات كلروفنلي از جمله آلاينده‌هاي مقاوم و سمي هستند كه به‌وسيله صنايع بسياري وارد محيط ‌زيست مي‌شوند و با نشت به آب‌هاي زيرزميني يا شسته‌شدن خاك‌هاي آلوده، سبب آلودگي منابع آبي ميشوند. اين مطالعه به‌منظور ارزيابي ميزان تجزيه 4-كلروفنل (4CP) توسط فرآيند UV/NaPS انجام شده است. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه، فرآيند اكسيداسيون فتوشيميايي در يك فتوراكتور، با مقياس آزمايشگاهي 5/1 ليتري و با جريان منقطع مجهزشده به لامپ UV با توان 50000 صورت گرفت. تأثير متغيرهاي مستقل شامل غلظت پرسولفات سديم (mmol/L 84-4/8)، pH (10-3)، غلظت 4-كلروفنل (mmol/L 5-5/0) و زمان واكنش (30-2 دقيقه) بر بازده حذف 4-كلروفنل بررسي شد. غلظت‌هاي خروجي 4-كلروفنل به‌وسيله دستگاه UV/Visible در طول ‌موج nm 280 تعيين گرديد. ميزان كل كربن آلي با دستگاه آناليز TOC اندازه‌گيري شد. همچنين، مدل‌هاي سينتيكي فرآيند مورد بررسي قرار گرفتند. يافتهها: در اين مطالعه، بازده بهينه حذف 4-كلروفنل توسط فرآيند UV/NaPS در غلظت پرسولفات سديم mmol/L 4/8، 5pH=، غلظت اوليه 4-كلروفنل برابر با mmol/L 5/1 در زمان واكنش 30 دقيقه به ميزان 3/89 درصد به‌دست آمد. افزون بر اين، در شرايط مشابه 60/4 درصد از كل كربن آلي حذف شد. داده‌ها نيز از مدل سينتيكي درجه اول تبعيت داشتند. استنتاج: با توجه به افزايش استفاده از اشعه UV در فرآيندهاي تصفيه آب و بازده قابل‌قبول فرآيند UVNaPS براي حذف آلاينده 4-كلروفنل، پس از آناليزهاي سود-هزينه، استفاده از اين روش براي حذف 4-كلروفنل قابل‌پيشنهاد است.

Background and purpose: Chlorophenol compounds are refractory and toxic contaminants that enter the environment as a result of industrial activities. They can contaminate water sources through leaking into the groundwater or being washed out from polluted soil. The aim of the present study was to evaluate the rate of 4-Chlorophenol (4-CP) degradation using the UV/NaPS process. Materials and methods: In this investigation, the photochemical oxidation process was conducted in a batch type laboratory-scale photoreactor (1.5 L) equipped with a 50000 power. This study also investigated the effects of independent variables including sodium persulfate concentration (8.4-84 mmol/L), pH (3-10), 4-CP concentration (0.5.5 mmol/L), and reaction time (2-30 min) on the removal efficiency of 4-CP. The effluent concentration of 4-CP was measured by the UV-visible spectrophotometer at 280 nm wavelength. In addition, kinetic model was investigated. Results: The optimum removal efficiency of 4-C by UV/NaPS process was 89.3% with sodium persulfate concentration of 8.4 mmol/L, pH of 5, initial 4-CP concentration of 1.5 mmol/L, and reaction time of 30 min. Moreover, 60.4% of the total organic carbon (TOC) was removed under similar condition. In addition, the data was found to follow the first-order kinetics. Conclusion: Considering the growing use of UV radiation in water treatment processes and the considerable efficiency of UV/NaPS process in removing 4-CP, this method can be proposed for the elimination of 4-CP after performing cost-benefit analyses.