بررسی کارایی فرآیند الکتروفنتون با کاربرد الکترود های آهن در تجزیه رنگ های اسید بلک 1 و اسید بلو 113 از محیط های آبی

مقدمه و اهمیت موضوع: رنگهای سنتتیک آزو سولفونه شده، مانند اسید بلک 1 (AB1) و اسید بلو 113 (AB113)، به دلیل داشتن حلقه های بنزنی، سمیت، جهش زایی، سرطان زایی و دیر تجزیه پذیری، یکی از خطرات عمده برای سلامت انسان و محیط زیست به خصوص زندگی آبی به شمار می روند، روش های متنوعی برای حذف این ترکیبات وجود دارد ولی روش های اکسیداسیون پیشرفته ی الکتروشیمیایی (EAOPs) دارای جایگاه بسیار خاصی می باشد.مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی قابلیت فرآیند الکتروشیمیایی، الکتروفنتون با الکترود آند آهن در تجزیه رنگ هایAB1 و AB113 مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات در یک راکتور منقطع به حجم کاری 1 لیتر، مجهز به 4 الکترود (2 الکترود آند و 2 الکترود کاتد) و سیستم تولید برق DC راهبری گردید. تاثیر پارامتر های بهره برداری نظیر؛ pH محلول، میزان ولتاژ کاربردی، غلظت H2O2، غلظت اولیه رنگ، جنس کاتد (آهن، تیتانیوم) و زمان الکترولیز مورد مطالعه قرار گرفت. تعیین غلظت این دو رنگ در طول موج 618 برای AB1 و 568 nm برای AB113 انجام شد. همچنین در بهترین شرایط میزان کاهش COD مورد بررسی قرار گرفت. نتایج و بحث: نتایج حاکی از آن بود که pH، غلظت H2O2 و ولتاژ اعمال شده بیشترین نقش را در کارایی این فرآیند داشتند. به طوری که بعد از 10 دقیقه از زمان فرآیند، حداکثر کارایی در pH برابر 3، ولتاژ کاربردی 20 ولت، H2O2 برابر 100 mg/l، تقریبا برابر 98 درصد برای هر دو رنگ بود. با افزایش pH از 3 به 11 کارایی حذف رنگ بعد از 10 دقیقه از فرآیند به ترتیب 27 درصد و 47 درصد برای AB113 و AB1 بود. همچنین با افزایش ولتاژ کاربردی از 20 به 40 ولت کارایی حذف کاهش چشم گیری پیدا کرد، به طوری که در ولتاژ 40 ولت کارایی به 55 و 75 درصد به ترتیب برای AB113 و AB1 مشاهده شد. حضور H2O2 شرط لازم برای این فرآیند بود، به طوری که در غلظت برابر صفر کارایی حذف از حدود 7 درصد برای هر دو رنگ بالاتر نرفت. در بهترین شرایط بهربرداری بعد از 30 دقیقه از زمان واکنش میزان حذف COD برای رنگ های AB1 و AB113 به ترتیب 85 و 78 درصد تعیین گردید. نتیجه گیری: نتایج حاصل از این مطالعه حاکی از آن است که روش های اکسیداسیون پیشرفته الکتروشیمیایی نظیر الکتروفنتون، می تواند یک فرآیند جایگزین برای فرآیند های تصفیه شیمیایی و بیولوژیکی باشد.

Keywords:

الکتروفنتون , اسید بلک 1 , اسید بلو 113