تجزیه فتوکاتالیستی فنل بوسیله نانو ذرات اکسید روی تثبیت شده بر بستر بتنی

فنل از جمله آلاینده های خطرناک و سخت تجزیه پذیر فاضلاب بوده که حذف آن به روشهای معمول به طور کامل امکان پذیر نمی باشد. روشهایی همچون جذب به وسیله کربن فعال، اکسیداسیون شیمیایی ساده و یا هضم بیولوژیکی عمدتا از کارایی لازم برای حذف فنل برخوردار نیستند و موجب تبدیل فنل از فازی به فازی دیگر می شوند و یا با تولید محصولات ثانویه که خود عمدتا سمی هستند موجب بروز مشکلاتی خواهند شد. فرایند فتوکاتالیستی از جمله روش های اکسیداسیون پیشرفته می باشد که برای حذف انواع آلاینده ها از کارایی مناسبی برخوردار است. همچنین استفاده از نانو مواد به عنوان ماده کاتالیست به کارایی این روش افزوده است. در این تحقیق حذف فنل از فاز مایع بوسیله فتوکاتالیست نانو اکسید روی مورد مطالعه قرار گرفت. از بتن به عنوان بستر تثبیت نانو ذرات استفاده و انرژی تابشی بوسیله لامپ uv تامین شد. استفاده از بتن به عنوان بستر تثبیت این امکان را فراهم می سازد تا در تصفیه خانه های موجود که جنس حوضچه های آنها بتنی باشد، بتوان این روش را با صرف هزینه کمتر پیاده سازی کرد. برای تثبیت نانو ذرات روی سطح بتن، از میان روش های مختلف تثبیت، سه روش مورد آزمایش قرار گرفت و بهترین روش به لحاظ راندمان حذف و سهولت در اجرا انتخاب شد. همچنین پایداری سیستم در اثر تکرار آزمایشات مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش sem جهت اطمینان از پوشش مناسب نانو ذرات بر سطح بتن نیز صورت گرفت که نتیجه این آزمایش نشان از پوشش مناسب نانوذرات اکسید روی بر سطح داشت. تاثیر پارامتر هایی نظیر غلظت اولیه ماده آلاینده، شدت تابش، نوع منبع تابش (لامپ های uv-a و uv-c و نور خورشید)، مقدار و اندازه ذرات ماده کاتالیست و ph مورد مطالعه قرار گرفت. در شرایط بهینه (غلظت اولیه فنل 50 میلیگرم بر لیتر فنل، میزان ماده کاتالیست برابر 80 گرم بر متر مربع، ph برابر 11و توان منبع تابش لامپ uv برابر 32 وات)، راندمان حذف سیستم پس از گذشت 5 ساعت بیش از 90 درصد بود. همچنین میزان کارایی سیستم در حذف cod نیز آزمایش شد. برای بررسی بیشتر سیستم و قضاوت در مورد کارایی آن آزمایش gc-mass انجام گرفت که نتایج نشان داد که محصولات نهایی واکنش سمیتی به مراتب کمتر از فنل دارند که این امر نشان دهنده موفقیت سیستم در کاهش میزان سمیت مواد را نشان داد.