بررسی کارایی فرایند اکسیداسیون پیشرفته الکتروشیمیایی با استفاده از پرسولفات در تخریب رنگ اسید بلو 113 از محیط‌های‌ آبی

نویسندگان

چکیده

زمینه و هدف: معمولاً، برای تولید رادیکال سولفات می‌توان پرسولفات را با حرارت، اشعه ماوراء بنفش و فلزات واسطه نظیر یون‌های آهن فعّال کرد. هدف از این مطالعه، بررسی کارایی پرسولفات فعّال شده با آهن تولید شده به روش الکتریکی با استفاده از الکترود‌ آهن در تخریب رنگ اسید بلو 113 بود.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه، یک راکتور منقطع الکتروشیمیایی در مقیاس آزمایشگاهی مجهز به 4 الکترود و منبع برق مستقیم به منظور تخریب رنگ اسید بلو 113 مورد استفاده قرار گرفت. تأثیر پارامتر‌های مؤثّر بر فرایند نظیر؛ pH، ولتاژ، غلظت اوّلیّه پرسولفات و رنگ بررسی شد. همچنین میزان تغییرات pH در خلال فرایند، هم افزایی فرایند‌ها در سیستم و آنالیز طیف ماوراء بنفش-نور مرئی رنگ اسید بلو 113 در شرایط بهینه بررسی شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد، pH اوّلیّه محلول، غلظت اوّلیّه پرسولفات و ولتاژ کاربردی دارای تأثیر قابل توجّه در حذف رنگ است. کارایی حذف رنگ در شرایط اسیدی بیشتر بود و با افزایش pH کارایی حذف رنگ کاهش پیدا کرد، به طوری که 98 % از رنگ بعد از 2 دقیقه در pH برابر 3، ولتاژ V 10 و پرسولفات mg/L 150 حذف شد. در pH برابر 5، 7، 9 و 11، بعد از 2 دقیقه و در همین شرایط، کارایی حذف رنگ به ترتیب 66، صفر، صفر و 5/13% به دست آمد. افزایش ولتاژ از 1 تا V 10 کارایی حذف رنگ را افزایش داد. پرسولفات در کاربرد مجزا و در پایان min 20 از فرایند در حدود 17% از رنگ را حذف کرد، در همین شرایط فرایند الکتروشیمیایی تنها 31% کارایی داشت. این در حالی بود که، فرایند الکترو/پرسولفات توانست 8/99 % رنگ را حذف کند.
نتیجه گیری: استفاده از آنیون پرسولفات در راکتور‌های الکتروشیمیایی با الکترود آند آهن می‌تواند کارایی فرایند را افزایش دهد. لذا، استفاده از این فرایند می‌تواند برای بهره‌برداران تصفیّه خانه‌های فاضلاب‌های صنعتی فرایندی نوید بخش باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Performance Evaluation of Advanced Electrochemical Oxidation Process With the Using Persulfate in Degradation of Acid Blue 113 from Aqueous Solutions

نویسندگان [English]

  • Alireza Rahmani
  • Jamal Mehralipor
  • Nader Shabanloo
  • Firoozeh Zaheri
  • Yosef Poreshgh
  • Amir Shabanloo
چکیده [English]

Background: Usually, to produce radical sulfate, persulfate anions can be activated by heat, UV light and transition metals such as iron ions. The purpose of this study was investigation of performance of persulfate activated with iron produced by electrical method using iron anode electrode in degradation of Acid Blue 113 from aqueous solutions.
Materials and Methods: In this study, a lab-scale electrochemical batch reactor equipped with four iron electrodes and a DC power supply was used for removing of Acid Blue 113. The effect of operating parameters such as initial pH, voltage, persulfate and initial Acid Blue 113 concentration were evaluated. Also, the amount of pH changes during the process, the synergistic effect of processes in the system and Acid Blue 113 UV-Vis spectrum analysis in optimal conditions was investigated.
Results: The results showed, initial pH of solution, initial concentration persulfate and applied voltage has a significant effect on dye removal. Dye removal efficiency was higher in acidic condition and decreased with increasing pH, So that, after 2 min of reaction at pH 3, voltage 10 V and 150 mg/L of persulfate, 98% of the dye was removed, at pH 5, 7, 9 and 11, after 2 min of reaction and in the same condition the dye removal efficiency was, 66, 0, 0 and 13.5%, respectively. With increasing voltage from 1 to 10 V, increased the dye removal efficiency. S2O82- at the end of 20 min of reaction, removed 17% of dye, at the same condition, electrochemical process with iron electrode had only 31% efficiency, but, the combination of these two processes could remove 99.8% of dye.
Conclusion: The use of S2O82- anions in an electrochemical reactor with iron electrodes can be increase the efficiency of process. Therefore, using this process can be promising process to industrial wastewater treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Radical sulfate
  • persulfate
  • electrochemical
  • iron electrode
  • Acid Blue 113