تصفیه تکمیلی شیرابه به روش تلفیقی فتوفنتون و جذب سطحی توسط کربن فعال

در این مطالعه تصفیه نهایی شیرابه حاصل از فرایند کمپوست زباله شهری از طریق فرایندهای جذب، فتوفنتون و فرایند ترکیبی فتوفنتون و جذب مورد بررسی قرار گرفت. در فرایند جذب، پس از شناسایی کامل خواص gac به عنوان جاذب، کاربرد آن در تصفیه نهایی شیرابه از طریق آزمایش های ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس آزمایش های انجام شده در ph برابر با 9، زمان تعادل 60 دقیقه و در حضور 4 گرم بر لیتر جاذب حداکثر حذف بار آلی به میزان 56 درصد حاصل شد. در این تحقیق، نتایج حاصل نشان داد که داده-های تجربی تعادلی جذب تا حد زیادی با مدل ایزوترم ردلیچ پترسون مطابقت دارد. ارزیابی سینتیکی فرایند جذب نیز نشان دهنده تطابق بیشتر مدل شبه مرتبه اول با نتایج تجربی بود. همچنین، حداکثر ظرفیت جذب برای جاذب مورد مطالعه در شرایط بهینه برابر 58/352 میلیگرم آلاینده به ازای هر گرم کربن فعال دانه ای تعیین گردید. در فرایند فتوفنتون میزان بهینه آهن و هیدروژن پراکسید جهت تصفیه شیرابه به ترتیب 2/1 و 6/3 گرم بر لیتر حاصل شد. این میزان اکسید کننده پس از 60 دقیقه در ph بهینه برابر با 3، و با تابش لامپ uvc با شدت 120 وات، رنگ و cod شیرابه مورد مطالعه را به ترتیب به میزان 80 و 58 درصد کاهش داد. این میزان حذف cod در مقایسه با فرایند فنتون تحت شرایط مشابه، 15درصد بیشتر و قابل مقایسه با نتایج گزارش شده در سایر مطالعات بود. بر اساس نتایج حاصل، فرایند ترکیبی در مقایسه با فرایند جذب و فتوفنتون، از قابلیت بالاتری در حذف آلاینده برخوردار بود، به طوری که پس از مدت زمان بهینه 60 دقیقه، نرخ حذف cod از 56 درصد در فرایند جذب و 58 درصد فرایند فتوفنتون به حدود 90 درصد در فرایند ترکیبی رسید. همچنین در فرایند ترکیبی، حذف کامل بار آلی به ازای مقادیر بهینه 2/1 و 3 گرم بر لیتر آهن و کربن فعال پس از 24 ساعت حاصل گردید. ph نیز از پارامترهای موثر بر نرخ حذف، در فرایند ترکیبی بود. در این تحقیق ph برابر با 3 به عنوان میزان بهینه انتخاب گردید. نتایج مطالعات سینتیکی نیز نشان داد حذف بار آلی به روش تلفیقی با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم انطباق بیشتری دارد. همچنین، بر طبق نتایج آزمایش gc مشخص گردید که ضمن انجام فرایند ترکیبی و کاهش بار آلی شیرابه اکثر ترکیبات پیچیده و سخت تجزیه پذیر به ترکیبات ساده تبدیل گردیدند. این نتایج با افزایش نسبت bod5/cod(میزان تجزیه پذیری بیولوژیکی) از 1/0 به 51/0 در طی فرایند هماهنگی داشت. در فرایند ترکیبی همزمان با افزایش نرخ واکنش به دلیل نقش کاتالیزوری کربن، فرایند فتوفنتون سبب احیای سطح کربن فعال گردید که در نتیجه موجب افزایش زمان اشباع کربن و کاهش هزینه-های احیای آن گشت. همچنین در این فرایند به دلیل استفاده موثر از اکسیدکننده ها، میزان مصرف آنها کاهش یافته و این امر باعث صرفه جویی در هزینه های مصرفی شد.