بررسی عملکرد فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته در تصفیه فاضلاب صنعتی تولید منسوج پایه تایر

دراین مطالعه، روش های اکسیداسیون پیشرفته به منظور تصفیه پساب صنعتی منسوجات پایه تایر مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور، دو فرآیند اکسیداسیونی پیشرفته شامل فرآیند uv/o3/h2o2 و فرآیند اکسیداسیونی فتوکاتالیستی tio2بکاربرده شد. در قسمت نخست (فرآیندuv/o3/h2o2)، به منظور بررسی اثرات متغییرهای مهم بر روی نحوه عملکرد فرآیند، چهار متغییر مستقل شامل دو متغییر عددی غلظت اولیه آب اکسیژنه ( initial h2o2 concentration) و ph اولیه (initial ph ) و نیز دو متغییر دسته ای ازن زنی و تابش دهی نور uv انتخاب شد. فرآیند توسط متدولوژی سطح پاسخ (rsm)مورد مدلسازی و بررسی قرار گرفت. محدوده استفاده شده برای فرآیند بر مبنای مرزهای غلظت اولیه آب اکسیژنه 0 تا 20 میلی مولارو ph اولیه 3 تا 11انتخاب شد. برای دو متغییر دسته ای (ازن زنی و تابش دهی نور uv)، آزمایشات در دو سطح ( بکاربردن و عدم کاربرد هر فاکتور) انجام گرفت. متدولوژی سطح پاسخ (rsm) در مطالعه جاری بر مبنای طراحی فکتوریال کلی مورد استفاده قرار گرفت. به منظور بررسی فرآیند، دو پارامتر وابسته ( حذف cod و نسبت bod5/cod) بعنوان پاسخ های فرآیندی انتخاب شدند. غلظت اولیه آب اکسیژنه اثر معکوسی را برروی پاسخ های فرآیندی نشان داد به نحوی که دارای یک اثر افزایشی در غلظت های پایین 0 تا 10 میلی مولار و یک اثر کاهشی در غلظت های بالای 10 تا 20 میلی مولار بود. در حالیکه phاولیه اثر کاهشی بر روی پاسخ های فرآیندی دارد که البته در شرایط بکاربردن حداکثر و حداقل سطوح غلظتی آب اکسیژنه، هیچ گونه اثری را نشان نمی دهد. حداکثر و حداقل پاسخ های فرآیندی بترتیب در غلظت های آب اکسیژنه 10 و 20 میلی مولار و phهای اولیه 3 و 11 بدست می آید. بعنوان نتیجه بدست آمده، سیستم uv/o3/h2o2بهترین عملکرد را با 32 درصد حذف codو0.41 نسبت bod5/codاز خود نشان داد. فرآیند o3/h2o2( با 25 درصد حذف codو 0.37 نسبت bod5/cod) عملکرد کمی بهتر در مقایسه با سیستم uv/h2o2( با 22 درصد حذف codو 0.32 نسبت bod5/cod) از خود نشان داد. فرآیند اکسیداسیون فتوکاتالیستی tio2نیز توسط سه متغییر مستقل عددی شامل غلظت اولیه cod، phاولیه و زمان واکنش با بکاربردن متدولوژی سطح پاسخ (rsm) مورد مدلسازی و بررسی قرار گرفت. محدوده استفاده شده برای فرآیند بر مبنای مرزهای غلظت اولیه cod200 تا 500 میلی گرم بر لیتر،phاولیه 3 تا 11وزمان واکنش20 تا 240 دقیقهانتخاب شد. متدولوژی سطح پاسخ (rsm) دراین مرحله بر مبنای طراحی (ccfd) مورد استفاده قرار گرفت. بعنوان نتجه بدست آمده، غلظت اولیه codدارای اثر معکوسی بر روی راندمان حذف codمی باشد بطوریکه دارای یک اثر افزایشی در غلظت های پایین 200 تا 350 میلی گرم بر لیتر و یک اثر کاهشی در غلظت های بالا 350 تا 500 میلی گرم بر لیتر است. زمان واکنش نیز دارای اثر افزایشی ناچیزی بر روی پاسخ فرآیندی است. حداکثر راندمان حذف cod38 درصد در شرایط غلظت اولیه cod350 میلی گرم بر لیتر و در زمان واکنش 240 دقیقه بود. غلظت اولیه cod، همانند روند مشاهده شده برای حذف cod، اثر معکوسی بر روی سرعت ویژه حذف cod(srr)دارد و phاولیه اثر قابل ملاحظه ای را بر روی پاسخ فرآیندی از خود نشان نمی دهد. حداکثر سرعت ویژه حذف cod(srr)870 میلی گرم cod حذف شده بر گرم کاتالیست مصرفی در ساعت و در زمان واکنش 20 دقیقه ودر غلظت اولیه cod 350 میلی گرم بر لیتر بدست آمد. کاهش قابل توجه در مقادیر سرعت ویژه حذف cod(srr) با افزایش زمان واکنش از 20 به 130 دقیقه، احتمالا ناشی از محدودیت های ایجاد شده از مسمومیت سطح فتوکاتالیست است. حداکثر نسبت bod5/cod در حدود 0.50 بترتیب در شرایط غلظت اولیه cod وph اولیه 350 میلی گرم بر لیتر و 11 بدست آمد. روند تغییرات برای این پاسخ نیز همانند روند بدست آمده برای راندمان حذف cod است. غلظت اولیه cod تأثیری بر روی phپایانی ندارد در حالیکهph اولیه اثر معکوس ملایمی را بر روی این پاسخ از خود نشان می دهد به نحوی که دارای یک اثر افزایشی در محدوده 3 تا 7 و یک اثر کاهشی در محدوده 7 تا 11 می باشد. حداکثر و حداقل phپایانی 9.7 و 5.4 است که بترتیب در شرایط ph اولیه 11 و 3 بدست می آید. فرآیند فتوکاتالیستی ارتقاء یافته توسطo3 و o3/h2o2 بترتیب راندمان های حذفی cod را 41.1 و 49.7 درصد بعد از 240 دقیقه نشان دادند. نسبت bod5/cod نیز بترتیب 0.3 و 0.4 تحت شرایط o3 و o3/h2o2بدست آمد. فرآیند فتوکاتالیستی با احیاء دوره ای منظم توانسته بود بترتیب به 49 و41 درصد راندمان حذف cod در شرایطی که کاتالیست توسط ازن زنی دوره ای و هوادهی احیاء می شود دست یابد. نسبت bod5/cod نیز بترتیب به مقادیر 0.4 و 0.7 توسط احیاء با هوادهی دوره ای و ازن زنی ارتقاء یافته بود.