عملکرد ضایعات آهن در کاهش بار آلی شیرابه تولید شده در فرآیند تهیه کود آلی با استفاده از روش الکتروفنتون

مدیریت زباله های جامد به یک مشکل جهانی در کشورهای توسعه یافتهتبدیل شده است. در سال های اخیر سیاست های بین الملل روی مدیریت زباله ها، به طور فزاینده ای بر روی بازیافت تمرکز یافته است.فناوری های مختلفی برای بازیافت زباله های آلی وجود دارد و تهیه کود آلی معمولا به عنوان فرآیندی با تکنولوژی و سرمایه گذاری پایین برای تبدیل زباله آلی به کود آلی ، مورد توجه روز افزون می باشد. فرآیند تولید کمپوست، زباله آلی را به کود مورد استفاده در زمین های کشاورزی، پارک ها و سایر مناطق سبز تبدیل می کند. به علاوه کاربرد گسترده تری به عنوان تقویت کننده خاک در منطق بایر دارد. یکی از مشکلات اصلی مرتبط با بازیافت و تصفیه زباله های آلی در کارخانه تولید کمپوست، مدیریت و تصفیه شیرابه با بار آلی بالایی است که نمی تواند در محل ذخیره شود.شیرابه برخاسته از زهاب مایعات از میان کمپوست فعال در طی فرآیند تولید کود آلیاست.شیرابه تا زمانی که تصفیه نشود منجر به اثرات زیست محیطی جدی می گردد.اگرچه که بخشی از این آلودگی ها توسط میکروارگانیسم ها تجزیه می شود، محدودیت فرآیند های بیولوژیکی معمول، دستیابی به استانداردهای تخلیه را مشکل می سازد. بنابراین تکنولوژی های جایگزینی بر پایه فرآیندهای فیزیکی-شیمیایی مورد نیاز است. در میان فرآیندهای فیزیکی / شیمیایی، فرآیند اکسیداسیون پیشرفته به طور گسترده ای به منظور افزایش قابلیت تصفیه پذیری زیستی فاضلاب حاوی ترکیبات آلی مختلف که غیر قابل تجزیه زیستی و/یا برای میکروارگانیسم ها سمی هستند اعمال شده است.دربین روش های مختلف اکسیداسیون پیشرفته فرآیندهای فنتون محور یکی از موثرترین روش ها درجهت تجزیه مواد آلی ارزیابی شده است. رادیکال های هیدروکسیل یکی از قوی ترین اکسیدکننده ها (e=2.37v)، استفاده می شود. فرآیند الکتروفنتون ترکیب فرآیند فنتون و الکتروانعقاد برای افزایش تجزیه پذیری ترکیبات آلی موجود در فاضلاب های مقاوم است. رادیکال های هیدروکسیل در حضور الکتریسیته، به شدت تولید می شوند وحذف آلاینده ها را تضمین می کنند. در این مطالعه نیزهدف اصلی بررسی عملکرد فرآیند الکتروفنتون با استفاده از ضایعات آهن در حذف cod از شیرابه حاصل از تولید کمپوست بود. به منظور بررسی و بهینه سازی فرایند الکتروفنتون در کاهش میزان cod، آزمایشات اولیه با چهار متغیر غلظت آب اکسیژنه، ph اولیه، شدت جریان و میزان پودر آهنی که از خارج به راکتور اضافه می شد به عنوان فاکتورهای موثر در فرایند و میزان کاهش cod به عنوان پاسخ آزمایش ها در نظر گرفته شد. در این مرحله زمان انجام فرآیند در همه آزمایش ها 60 دقیقه بود.کلیه آزمایش ها در حالت ناپیوسته انجام گرفت. در مرحله بعد، پس از تشخیص شرایط بهینه انجام فرآیندها، اثر فاکتور زمان در انجام فرآیندها در حالت بهینه مورد بررسی قرار گرفت شرایط بهینه در آزمایشات اولیه به این صورت بدست آمد که غلظت هیدروژن پراکسید برابر با 20 میلی لیتر، ph=3، شدت جریان 3 آمپر و مدت زمان 60 دقیقه بود. با توجه به آزمایشات اولیه سطوح هر عامل برای انجام آزمایشات اصلی تعیین شد. سطوح انتخابی به این صورت تعیین شد که برای هیدروژن پراکسید غلظت صفر تا 20 میلی لیتر، برای شدت جریان، جریان 1 تا 3 آمپر، برای ph مقادیر 2 تا 5 و برای زمان، مقادیر 15 تا 180 دقیقه انتخاب شد .لازم بذکر است فاکتور میزان پودر آهن به علت بی اثر بودن از بین فاکتورهای مورد بررسی حذف شد.بعد از انتخاب سطوح هر عامل، آزمایشات اصلی انجام شد. جهت بررسی عوامل مذکور از روش طراحی پاسخ سطح استفاده شد. بعد از وارد کردن داده های حاصل از آزمایشات، نرم افزار مدل درجه دو را پیشنهاد داد. همچنین شرایط بهینه پیش بینی شده توسط نرم افزار به صورت غلظت هیدروژن پراکسید برابر با 10 میلی لیتر، شدت جریان 2 آمپر، ph=3 وزمان 97 دقیقه بدست آمد . تحت این شرایط راندمان حذف 50% پیش بینی شد. نتایج آنالیزواریانس صورت گرفته توسط مدل نشان داد که همه پارامترهای مورد مطالعه به جز زمان دارای اثر معنی داری در کاهش cod هستند. همچنین عوامل مختلف بر روی یکدیگر اثرگذارند. به عنوان نتیجه کلی تحقیق می توان چنین اظهار داشت که فرایند الکتروفنتون عملکرد مناسبی در جهت کاهش میزان بالای cod داشته است ولی پیشنهاد می شود برای رسیدن به نتیجه مطلوب تر این فرآیند به عنوان یک مرحله تصفیه بعد از پیش تصفیه بیولوژیکی قرار گیرد. همچنین از ضایعات آهن می توان به عنوان جانشینی مناسب و ارزان قیمت به جای الکترودهای مختلف در فرآیند الکتروفنتون استفاده نمود.