بهینه سازی فرایند اکسیداسیون پیشرفته سونوالکتروشیمیایی با الکترود گرافن-گرافن در ارتقا کیفیت پساب خروجی تصفیه خانه شهر پرند

زمینه و هدف: حضور آلاینده­های نوظهور در فاضلاب، فرایندهای تصفیه­ بیولوژیکی را با مشکل مواجهه کرده است. فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته، فرایندهایی امیدوارکننده­ای در ارتقای کیفیت پساب هستند. هدف از این مطالعه بهینه­سازی فرایند سونوالکتروشیمیایی در ارتقا کیفیت پساب خروجی تصفیه­خانه شهر پرند بود. مواد و روش ها: پایلوت مطالعه شامل یک راکتور سونوالکتروشیمیایی به حجم ۵۰۰ میلی لیتر مجهز به  مولد جریان برق مستقیم، التراسونیک و الکترودهای گرافن بود. متغیرهای pH (۴-۸)، جریان الکتریکی مستقیم (۵۰-۱۰۰ میلی آمپر)، زمان واکنش (۶۰-۱۲۰ دقیقه) و فرکانس (۳۰-۵۰ کیلوهرتز) توسط طراحی ترکیبی مرکزی بهینه­سازی شدند. همچنین سینتیک فرایند، بهره­وری انرژی، تغییرات خصوصیات فیزیکوشیمیایی پساب و اثر هم افزایی مکانیزم­ها مورد سنجش قرار گرفتند. اندازه­گیری پارامترهای تصفیه ای بر اساس روش­های ارائه شده در مرجع آزمایشات آب و فاضلاب انجام شد. یافته­ها: بر اساس شاخص­های P-value و F-value، مدل انتخابی معنادار بود. شرایط بهینه فرایند عبارت است از pH برابر ۵/۶، شدت جریان الکتریکی برابر ۸/۸۲ میلی آمپر، زمان واکنش برابر ۱۱۳ دقیقه و فرکانس ۳۵ کیلوهرتز. پارامترهای COD، TOC، BOD۵، نیتروژن و فسفر به ترتیب ۸۱، ۶۹، ۲/۹۳، ۹۶ و ۷/۹۴ درصد حذف شدند. سینتیک فرایند از سینتیک درجه اول تبعیت می­کند و ضریب اثر هم­افزایی برابر ۶۲/۱ است. میزان بهره­وری انرژی ۰۷/۹۸ میلی­گرم بر لیتر به ازای هرکیلووات ساعت تعیین شد. نتیجه گیری: فرایند سونوالکتروشیمیایی، قابلیت بکار گیری به­ عنوان یک فرایند تصفیه پیشرفته را دارد. پیشنهاد می شود کارایی فرایند در نمونه پساب واقعی خام نیز، مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد.

Keywords:

Sonoelectrochemical process , Chemical Oxygen Demand , Biochemical Oxygen Demand , Total Organic Carbon , Wastewater Treatment , فرایند سونوالکتروشیمیایی , اکسیژن خواهی شیمیایی , اکسیژن خواهی بیوشیمیایی , کل کربن آلی , تصفیه فاضلاب