بخشی از مقاله
چکیده
امروزه ترکیبات آلی فرار - لا - VO به عنوان یکی از شناخته شده ترین آلاینده های محیط زیست محسوب میگردند. روشهای مختلفی جهت حذف این آلایندهها از پسابهای صنعتی ارائه گردیده است. یکی از روشهای حذف این ترکیبات استفاده از مواد اکسید کننده است. در سالهای اخیر استفاده از ازن به عنوان یک اکسید کننده بسیار قوی جهت حذف آلایندههای محیط زیست از سوی محققین و صنایع مورد توجه خاصی واقع شده است. در مطالعه حاضر هوای آلوده به تولوئن با استفاده از ازن تصفیه میگردد و تاثیر دمای اکسیداسیون و نیز مقدار سطح بستر جاذب بر راندمان حذف تولوئن مورد بررسی قرار میگیرد. نتایج بیانگر آن است که با استفاده از ازن در حضور بستر جاذب میتوان تولوئن موجود درهوا را در دماهای پائین تر کاملاﹰ حذف نمود.
کلمات کلیدی: ترکیبات هقب ، ازن، سطح جاذب ، تولوئن، اکسیداسیون پیشرفته، سیلیکا
مقدمه
امروزه پیشرفت فناوری و گسترش صنایع مختلف با وجود حل بسیاری از مشکلات، مسائل مهمی را پدید آوردهاست. یکی از مشکلات اساسی پدید آمده آثار ناشی از تخریب محیط زیست توسط آلاینده های صنایع مختلف است که در صورت نادیده انگاشتن این موضوع می تواند خطری جدی برای کلیه جانداران باشد. آلایندههای محیط زیست به دو دسته طبیعی و صنعتی تقسیم میشوند. با توجه به گسترش چشمگیر صنایعﻭدر نظر گرفتن این نکته مهم که اکثریت آلودگیهای ایجاد شده در محیط زیست به واسطه آلایندههای منشر شده از مراکز صنعتی است، در این مطالعه به حذف چنین آلایندهایی از پساب صنایع پرداخته شده است.
در بین آلایندههای محیط زیست ترکیبات آلی فرار - هقب - به دلیل اثرات مخربی که برای محیط زیست دارند و نیز وجود این ترکیبات به صورت گسترده در پساب بسیاری از صنایع از جمله پساب پالایشگاهها و پتروشیمیها حائز اهمیت خاصی هستند.]١٦،٨،١[ روشهای مختلفی برای حذف ترکیبات فرار آلی وجود دارد. از این روشها میتوان به جذب سطحی]٦،٢[،اکسیداسیون کاتالیستی]١٥،٣[، اکسیداسیون حرارتی]٩،٧[، تصفیه بیولوﮊیکی]٤، ١١،٥[، عریان سازی با هوا ]١٠، ١٣،١٢[ و ... اشاره کرد. با توجه به نوع آلاینده، غلظت آلاینده و دبی پساب واحد صنعتی یک یا چند روش از بین روشهای مذکور میتواند جهت تصفیه پساب مورد استفاده قرار گیرد. ]١٤[ در بین روشهای مذکور در فوق روش اکسیداسیون به دلیل راندمان بالای حذف آلایندهها اهمیت خاصی دارد.
با توجه به این که دمای عملیات در اکسیداسیون حرارتی و کاتالیستی، بالا است - در حدود٥٤٠ الیه ٨٢٠ برای اکسیداسیون حرارتی و در حدود٣٠٠ الیه ٤٠٠ برای اکسیداسیون کاتالیستی - ، لذا استفاده از ازن در اکسیداسیون ترکیبات فرار آلی دارای اهمیت میباشد. اکسیداسیون با ازن میتواند دمای واکنش را پائین آورد ﻭ نیز ازن به ترکیبات نسبتاﹰ پایداری که به راحتی اکسید نمی شوند - مثل هیدروکربنهای کلرینه و آروماتیکهای چند حلقه ای - حمله کرده و آنها را نیز اکسید میکند. مزیت دیگر ازن این است که بعد از اتمام واکنش ازن باقی مانده که در واکنش شرکت نکرده است خود نیز تجزیه شده و در حقیقت نیازی به حذف آن از محیط نیست. ]١٧.[ با توجه با اینکه ازن مادهای گران قیمت است استفاده بهینه از ازن اهمیت خاصی دارد. در مطالعه حاضر اثر بسترهای متخلخل جهت استفاده هر چه بهتر از ازن و نیز افزایش راندمان حذف تولوئن از هوای آلوده مورد بررسی قرار میگیرد.
شرح دستگاه
در شکل ١ قسمتهای مختلف پایلوت مورد استفاده در آزمایشات نشان داده شدهاست. اجزای پایلوت مورد استفاده به شرح زیر است:
١- نشان دهنده و کنترل کننده دما برای تنظیم شرایط عملیاتی راکتور اکسیداسیون ترکیبات فرار آلی
٢- اشباع کننده ترکیبات فرار آلی برای ایجاد مخلوطی از ترکیب آلی و هوا جهت تزریق به راکتور
٣-راکتوربرای انجام فرآیند اکسیداسیون ترکیبات فرار آلی موجود در هوای آلوده در حضور ازن
٤-کوره الکتریکی برای تأمین دمای اکسیداسیون
٥- ترموکوپل برای اندازه گیری دما
٦-شیرهای چهار
طرفه برای ایجاد جریانهای مختلفی از هوا با ترکیبات فرار آلی و ازن و امکان ارسال جریان به داخل راکتور و یا مستقیماﹰ به دستگاه هن که در حین آزمایش این امکان را ایجاد میکند تا بتوان خوراک و یا گازهای خروجی از راکتور را آنالیز نمود ٧- دبی سنج گازی برای اندازه گیری دبی هوای آلوده و خالص ورودی به سیستم و نهایتاﹰ تنظیم دبی هوای کل و غلظت خوراک ٨- منبع تغذیه الکتریکی ٩- دستگاه تولید ازن با ظرفیت ٤ گرم در ساعت ١٠- کمپرسور برای تأمین هوای مورد نیاز در اکسیداسیون ترکیبات فرار آلی موجود در هوای آلوده١١- دستگاه هن برای آنالیز محصولات واکنش.پایلوت اکسیداسیون ترکیبات فرار آلی دارای قسمتهای متفاوتی است که امکان تنظیم دبی وغلظت هوای آلوده ورودی، دمای راکتور اکسیداسیون، دبی و غلظت ازن تزریقی را فراهم میکند. غلظت تولوئن ورودی به سیستم ونیز خروجی از آن با دقت زیادی توسط دستگاه هن اندازهگیری میگردد.
