بخشی از مقاله
چکیده
اسید رد - C20H11N2Na3O10S3 - 27 یک رنگ مونو آزو با کاربرد بالا می باشد که در پساب صنایع نساجی، چرم سازی و لوازم آرایشی به مقدار زیاد یافت می شود. در این تحقیق بررسی تجزیه اسید رد 27 - AR27 - در آب با استفاده از ترکیب فرایندهای UV/O3 وکاتالیست NiFe2O4 در راکتور نیمه پیوسته چرخشی انجام گرفت.
میزان ازن تزریقی در طول فرایند در یک گرم بر ساعت ثابت نگه داشته شد و در فرایند ازناسیون فوتوکاتالیستی تاثیر عوامل عملیاتی نظیر pH، غلظت اولیه رنگ، مقدار فوتوکاتالیست و دمای واکنش مورد بررسی قرار گرفت به طوری که شرایط بهینه در این فرایند ترکیبی در pH برابر با 10، غلظت اولیه رنگ برابر با 30 میلی گرم بر لیتر و دمای 25 درجه سانتی گراد بدست آمد.
بر اساس این نتایج روشی برای تخریب آلاینده رنگی اسید رد 27 با استفاده از فرایند ازناسیون فوتوکاتالیستی بدست آمد که می توان با گسترش آن به شکل صنعتی، از آن برای تجزیه فاضلاب های رنگی در صنایع مختلف استفاده نمود.
مقدمه
رنگ ها ترکیباتی آروماتیک سنتزی هستند که در صنایع وسیعی مانند نساجی، چرم، مواد آرایشی، دباغی ، پلاستیک و کاغذ سازی به کار می روند. حجم انبوهی از رنگ های مصرف شده راهی پساب کارخانجات می شوند. اغلب رنگ های مورد استفاده در این صنایع از نوع رنگ های سنتیتیک می باشند. معمولا رنگ های سنتیتیک به انواع رنگ های اسیدی، رنگ های راکتیو، رنگ های مستقیم، بازی و سایر گروه ها تقسیم بندی می شوند. رنگ های آزو یکی از بزرگترین گروه رنگ های سنتیتیک بوده که دارای یک یا تعداد بیشتری باند آزو می باشند
رنگ های آزو به دلیل حلالیت بالا، هزینه کم، پایداری و تنوع رنگی بسیار زیاد در انواع مختلفی از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد.[4] بنابراین با توجه به مخاطرات مربوط به رهاسازی فاضلاب های رنگی بدون اعمال فرآیندهای مناسب تصفیه به محیط زیست، ضروری است که این نوع فاضلاب ها به طور مناسبی تصفیه شود. روش های متداول از قبیل انعقاد و لخته سازی، فرآیندهای بیولوژیکی و رسوب دهی شیمیایی قادرنمی باشند که به طور مناسبی این نوع از فاضلاب ها را تصفیه کنند.
فرایندهای بیولوژیکی جهت حذف این آلاینده ها تاثیری نداشته و فرایندهای تصفیه کلاسیک ومتداول از قبیل انعقاد، لخته سازی و جذب سطحی نیز روش موثری نمی باشند زیرا روش های کلاسیک پسماندهای جامدی را به وجود می آورند و آلودگی را از یک فاز به فاز دیگر انتقال می دهند که خود باعث ایجاد آلودگی محیط زیست می گردند، لذا استفاده از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته - - AOPs1 ضروری خواهد بود. در این فرایندها رادیکال های آزاد فعال مثل هیدروکسیل - OH. - تولید می شود که برای تجزیه آلاینده های آلی دارای قدرت اکسید کنندگی بسیار بالایی هستند و دلیل این امر پتانسیل بالای اکسیداسیون آنها - E2+.=2.80 eV - می باشد.
این رادیکال ها دارای توانائی کافی برای واکنش غیر انتخابی با مواد آلی برای حاصل کردن مشتقات هیدروژن زدایی شده یا هیدروکسیل دار شده تا معدنی شدن کامل آنها به CO2، آب و یون های معدنی می باشند.
فرایندهای ازناسیون فوتوکاتالیستی یکی از زیر شاخه های روش اکسایش پیشرفته می باشد که جهت حذف آلاینده های آروماتیک و ترکیبات رنگی کاربرد گسترده ای دارد. در این پروژه تجزیه و رنگبری آلاینده رنگی اسید رد 27 با استفاده از فرایند ترکیبی ازناسیون فوتوکاتالیستی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته و تاثیر عوامل عملیاتی نظیر pH، غلظت اولیه رنگ، مقدار فوتوکاتالیست و دمای واکنش مورد بررسی قرار گرفت. استفاده از فرایند ازناسیون به همراه نور فرابنفش و فوتوکاتالیست ایده جدیدی است که در این تحقیق به آن پرداخته شده است و افق جدیدی را در فراروی محققین در این زمینه ایجاد می کند.
مواد شیمیایی
آلاینده رنگی اسید رد - AR27 - 27 ساخت شرکت فلوکا2 سویس بود و رنگ مورد استفاده بصورت پودر قهوه ای رنگ وجود داشت. بقیه مواد استفاده شده نیترات نیکل Ni - NO3 - 2 .6H2O، نیترات آهن Fe - NO3 - 2 .9H2O، کلرید آهن Fecl2 ، سولفوریک اسید، کلریدریک اسید و هیدروکسید سدیم ساخت شرکت آلمانی مرک بود. مشخصات رنگ مورد استفاده در جدول ٌ نشان داده شده است؟
جدول -1 مشخصات آلاینده رنگی مورد استفاده
راکتور مورد استفاده
همان طور که در شکل 1 نشان داده شده است راکتور مورد استفاده از یک لامپ UV که به طور افقی روی راکتور قرار گرفت، تشکیل شده است. حجم راکتور 2 لیتر بود که برای کنترل دما درون حمام حرارتی قرار داده شده بود. ابتدا اکسیژن که در یک کپسول قرار داشت از طریق یک جریان سنج با دبی مشخص وارد دستگاه ازن ساز شد و در آنجا با استفاده از پدیده قوس الکتریکی به ازن تبدیل شد
