بررسی شستشوی خاک های آلوده به mtbe و تصفیه ی آن با استفاده تلفیقی از فرآیند های جذب بر کربن فعال و ازن زنی

امروزه، تولید و استفاده از مواد شیمیایی در صنایع مختلف، آلودگی منابع زیست محیطی را بهمراه داشته است. یکی از ترکیباتی که می تواند باعث آلودگی گسترده ی منابع طبیعی گردد، متیل ترشیو بوتیل اتر (mtbe) می باشد. این ترکیب آلی در صنایع پتروشیمی تولید می شود و در بنزین کشور های مختلف جهان از جمله ایران جایگزین تترا اتیل سرب شده است. با توجه به اثرات سوء mtbe بر محیط زیست و سلامت بشر، پاکسازی منابع آلوده به آن اهمیت فوق العاده ای می یابد. در این مطالعه شستشوی خاک های آلوده به mtbe و تصفیه ی آن با استفاده تلفیقی از فرآیند های جذب بر کربن فعال و ازن زنی بررسی گردیده است. طبق نتایج بررسی ها در فرایند خاکشویی، بعلت حلالیت بالای mtbe در آب و تمایل کم آن برای ماندن در محیط خاک، این فرایند بدون افزودن هرگونه حلال جانبی، روش مناسبی برای پالایش خاکهای آلوده به mtbe به نظر می رسد، ولی کارایی آن برای خاک هایی که بطور عمده از جنس ذرات درشت دانه و غیر چسبنده باشند، مطلوب تر است. در واقع ذرات رس به دلیل قابلیت جذب سطحی mtbe، عوامل اصلی کاهش راندمان این فرایند می باشند. در این فرایند نسبت بهینه ی آب به خاک، 2:1 در نظر گرفته شد و خروجی این حالت، مبنای آلودگی اولیه ی فرایند های جذب سطحی، ازن زنی و ازن زنی ترکیبی قرار گرفت. طبق نتایج فرایند جذب، بیشینه ی راندمان حذف cod در ph معادل 8 و پس از 45 دقیقه به میزان 62 درصد حاصل گردید. همچنین مطابقت داده های تجربی فرایند جذب با ایزوترم های فرندلیچ و لانگمایر بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل، ضریب همبستگی ایزوترم های جذب فرندلیچ و لانگمایر به ترتیب برابر 846/0 و 922/0 تعیین گردید که نشان دهنده ی تطابق بیشتر فرایند مورد نظر با ایزوترم لانگمایر می باشد. همچنین طبق نتایج، حداکثر ظرفیت جذب برای جاذب مورد مطالعه در حدود 75 میلی گرم cod به ازای هر گرم کربن فعال دانه ای برآورد شد. طبق آزمایشات فرایند ازن زنی، نرخ پیشرفت واکنش ها در محدوده ی اسیدی بدلیل اکسیداسیون ازن بصورت مستقیم، کمتر از محدوده-ی خنثی و قلیایی می باشد. با توجه به نتایج در این فرایند ph برابر 9 و میزان ازن gr/hr5/0 بعنوان میزان بهینه در نظر گرفته شد و در این شرایط پس از 30 دقیقه، نرخ حذف cod 80 درصد حاصل گردید. نتایج آزمایشات فرایند ترکیبی نیز نشان داد که استفاده از کربن فعال کارایی فرایند ازن زنی را بطور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. در این فرایند علاوه بر ظرفیت بالای جذب توسط کربن و پتانسیل اکسیداسیون بالای ازن، کربن فعال باعث سرعت بخشیدن به انجام واکنش های تجزیه ی ازن می گردد و بنابراین ازن بصورت موثرتری مصرف می شود. از اینرو در مقایسه با فرایند ازن زنی، تلفات و خروج ازن کمتر و نرخ حذف آلاینده بیشتر است. بطوریکه در این فرایند میزان وزنی متوسط مصرف ازن 50/0 تعیین گردید. در حالیکه این مقدار در فرایند ازن زنی برابر با 66/0 بوده است. همچنین در فرایند ترکیبی، ازن زنی به صورت همزمان باعث احیاء کربن فعال در داخل راکتور می گردد که در نتیجه موجب افزایش زمان اشباع بستر کربنی و کاهش هزینه های احیاء آن در خارج از راکتور می شود. در این پژوهش پس از 5 مرحله استفاده متوالی از بستر کربنی در فرایند ترکیبی نرخ حذف بار آلی کاهش قابل توجهی نیافت، درصورتیکه در فرایند جذب، کربن پس از سومین مرحله به میزان قابل توجهی قابلیت حذف بار آلی را از دست داد. شرایط بهینه در این فرایند، ph برابر 4/9 در حضورgr/hr 4/0 ازن وgr 5/0 کربن فعال در مدت زمان 25 دقیقه بود که این شرایط با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ تعیین گردید و راندمان حذف 83 درصد را بدنبال داشت.