بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش از روش الکتروشیمیایی به عنوان یکی از قوی ترین ابزارها جهت تصفیه دو نوع پساب آزمایشگاهی و حقیقی استفاده شده است . نمونه آزمایشگاهی از مشتقات ترکیب رنگی آلیزارین به نامهای آلیزارین رد - ش - S و آلیزارین یلو گSSح به طور جدا گانه مورد بررسی قرار گرفتند و دو نمونه حقیقی نیز از پساب کارخانه نساجی اکباتان همدان و رنگ سازی الوان ثابت همدان در این پژوهش استفاده شده است .
کلیه نمونه ها در یک راکتور الکترولیتی غیر مشتقی و بچ به حجم ٤٠٠میلی لیتر مورد آزمایش قرار گرفته است .از یک قطعه فلز پلاتین به ابعاد شcm ش٢*٢ به عنوان آند و دو قطعه فلز استیل ضد زنگ ٣٠٤به ابعاد cm ٨*٢ به عنوان کاتد استفاده شده است. الکترودها در یک راستا قرار گرفتند تا ماکزیمم تلاطم و بازده جریان حاصل شود. جهت کنترل جریان و اعمال ولتاﮊ از دستگاه شSupplyشPower استفاده شده است.
نمونه ها تحت تاﹸثیر ولتاﮊهای ش ٤،٨،١٢و١٦ ولت قرار گرفتند و اثر ولتاﮊ و اثر الکترولیت کمکی بر روی کاهش درصد حOلا در طی زمانهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد با افزایش ولتاﮊ و افزایش ماده ط به عنوان موثرترین الکترولیت کمکی ش , میزان کاهش درصد حOلا افزایش می یابد که در بهترین شرایط کاهش درصد حOلا طی١٢٠ دقیقه الکترولیز به ٩٦% و میزان کاهش رنگ تا ١٠٠% رسیده است. نتایج کلیه آزمایشات توسط دستگاه VisزUV مورد بررسی قرار گرفته است. و روند منطقی در کاهش ماکزیمم نقطه جذب آلاینده رنگی مشاهده شده است.
مقدمه و تئوری
رشد روزافزون جمعیت جهان، منجر به افزایش تعداد کارخانجات و صنایع گوناگون جهت رفع نیازهای بشری شده است. صنایعی نظیر: نساجی، پتروشیمی، مواد غذایی، داروسازی و صنایع کاغذسازی و صدها نوع دیگر، گسترش چشمگیری داشته است. اگرچه تولیدات این صنایع از جمله احتیاجات جوامع بشری محسوب میشوند، اما باید به این نکته توجه داشت که در خروجی اکثر این صنایع ذرات و موادی حمل میشوند که به عنوان مهمترین عامل مرگ و میر جانداران و عامل از بین برنده محیط زیست شناخته شدهاند
با توجه به تنوع مواد آلاینده موجود در پسابها و نیز گستره وسیع آنها که از ترکیبات معدنی تا مواد آلی را شامل میشوند، روشها و شیوههای متفاوتی برای خالصسازی انواع پسابها پیشنهاد شده است. روشهایی مانند جذب توسط کربن فعال، استخراج، اکسایش شیمیایی، تخریب بیولوﮊیکی، اکسایش الکتروشیمیایی، اکسایش مرطوب ، ازوناسیون و روشهای فتوشیمیایی را میتوان نام برد.
بطور کلی شیوههای خالصسازی و تصفیه پسابها را میتوان به سه روش تقسیمبندی کرد:
الف روشهای بیولوﮊیکی
ﺏ روشهای فیزیکی
ج روشهای شیمیایی
از میان روشهای مختلف شیمیایی تصفیه پساب، روشهای الکترو شیمیایی، به دلیل حساسیت و کارایی بالا و نیز به دلیل سازگار بودن با محیط زیست مورد توجه ویژه دانشمندان قرار گرفته است. تصفیه الکترو شیمیایی به عنوان ابزاری قدرتمند برای خالصسازی انواع پسابها شناخته شده است. با استفاده از این روش امکان کنترل و هدایت فرآیند تصفیه و جداسازی راحت آلایندههای موجود در پسابها فراهم میآید. معمولاﹰ آلایندههایی که در ساختار مولکولی خود گروه الکترو اکتیو دارند را میتوان توسط این روش از محیط حذف نمود از جمله آلایندهای رنگی آلی که در این پژوهش از آنها استفاده شده است.
در این کار پژوهشی، از روش الکترو شیمیایی جهت حذف دو مشتق از رنگدانههای آلی به نامهای آلیزارین رد - ح - و آلیزارین یلو - نن - استفاده شده است. هدف از انجام این پژوهش کاهش بار خقه و رنگ در محیط به عنوان دو شاخص مهم آلودگی در پسابها رنگی میباشد. یکی از مهمترین دلیل استفاده از روشهای اکسایش الکترو شیمیایی جهت خالصسازی پسابها را میتوان به سازگار بودن این روشها با محیط زیست در مقایسه با روشهای مختلف تصفیه پساب اشاره کرد. در این روش میتوان با کنترل پارامترهای خاص، فرآیند تصفیه و خالصسازی آلایندههای آلی موجود در پسابهای صنعتی را برای رسیدن به یکی از اهداف زیر هدایت نمود:
الف اکسایش کامل و تبدیل به ٢قه و آب و گونههای غیر آلی.
ﺏ تغییر و تبدیل ساختار شیمیایی مولکول آلی و امکان جداسازی راحت آنها.
ج تخریب جزئی مولکول و تبدیل به مواد با سمیت کمتر که بتوان آنها را به روشهای بیولوﮊیکی از بین برد.
اساس مکانیسم تخریب آلایندهای رنگی که در ساختار خود گروه الکترواکتیو دارند, به روش الکترو شیمیایی, بر پایه دو مکانیسم اکسایش آندی مستقیم و اکسایش غیر مستقیم استوار است که در این پژوهش از روش اکسایش غیر مستقیم جهت تخریب آلاینده ها استفاده شده است.
- فرایند اکایش غیر مستقیم در سطح الکترود
- فرایند اکایش مستقیم آندی
در روش اکسایش غیر مستقیم ابتدا در سطح الکترود اکسنده فعال و قوی تشکیل شده سپس آلاینده ها توسط این اکسنده در طی واکنش تخریب و از بین می روند.
کارهای تجربی
نمونه های آزمایشگاهی حاوی رنگدانه های آلیزارین رد جکض ساخته شرکت فلوکا و آلیزارین یلو جننض از شرکت مرک ألمان که جزو دسته رنگهای أزو است, استفاده شده است. دو نمونه حقیقی نیز از پساب کارخانه نساجی اکباتان و کارخانه رنگسازی الوان ثابت همدان استفاده شده است. منبع تغذیه مورد استفاده به عنوان منبع اعمال ولتاﮊ از دستگاه تزخسحبسلAخA ساخت ایران با محدوده اعمال ولتاﮊ ٤٠ ولت و شدت جریان ٥ آمپر استفاده شده است. حجم رآکتور الکترو شیمیایی ٤٠٠ میلیلیتر میباشد. از دو قطعه الکترود استیل ضد زنگ ٣٠٤ هر کدام به ابعادعط٨*٢ به عنوان کاتد و یک الکترود پلاتینی به ابعاد عط٢*٢ ساخت شرکت آذر الکترود ارومیه به عنوان آند استفاده شده است. الکترودها در یک راستا و موازی هم قرار گرفتهاند تا حداکثر تلاطم و بازدهی جریان فراهم آید.
طرح آزمایشگاهی سیستم الکترو لیز
١ - منبع تغذیه، ٢ - الکترود آند - صب - ، ٣ - الکترود کاتد - ختصسحح - ، ٤ - مگنت، ٥ - رآکتور الکترو شیمیایی، ٦ - همزن مغناطیسی
