بررسی عملکرد فرآیندهای تلفیقی فنتون اولتراسونیک در حذف پیش سازهای تری هالومتان ها از محیط های آبی با استفاده از آهن صفر

حضور مواد آلی طبیعی (NOM) در محلول‌های آبی به سبب ایجاد محصولات جانبی گندزدایی (DBP) از جمله تری‌هالومتان‌ها (THMs) و هالو استیک اسیدها (HAAs)، در نتیجه کلریناسیون محلول‌های آبی در فرآیند تصفیه متداول و با توجه به خطرات بالقوه بهداشتی برای سلامت عموم، توجهات زیادی را به خود معطوف کرده است. لذا هدف از این مطالعه تعیین و بررسی عملکرد فرآیندهای تلفیقی فنتون اولتراسونیک در حذف پیش سازهای تری هالومتان‌ها از محیط‌های آبی با استفاده از آهن صفر بود.

این یک مطالعه تجربی می‌باشد که در سال 1400 انجام شده است، در این روش اثرمتغیرها مستقل شامل؛ غلظت اولیه آلاینده، زمان واکنش، غلظت کاتالیست مورد استفاده، میزان پروکسید هیدروژن مورد استفاده و pH در محدوده مشخص شده جهت حذف پیش سازهای تری‌هالومتان ها از محیط های آبی با استفاده از آهن صفر با روش سطح پاسخ بر مبنای طراحی مرکب مرکزی (CCD) مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش ها با استفاده از نرم‌افزار Design expert و به روش CCD-RSM طراحی گردید. نمودارها و اشکال مورد نیاز جهت تعیین سنتیک واکنش ها با استفاده از نرم‌افزار Excel ترسیم و پارامترهای آماری جهت تعیین شرایط بهینه فرآیند با استفاده از آزمون آنالیز واریانس، رگرسیون و فیشر تجزیه و تحلیل شدند.

نتایج حاکی از آن است که با ثابت نگهداشتن غلظت هیومیک اسید در سطح 75/64 میلی‌گرم در لیتر و غلظت کاتالیست 76/106 میلی‌گرم در لیتر و میزان ثابت 39/4 pH=، بیشترین بازده حذف هیومیک اسید زمانی اتفاق می افتد که هیدروژن پراکسید و زمان انجام واکنش در بیشینه مقدار خود به ترتیب در سطح 35 میلی‌مول و 75/88 دقیقه باشند که در این شرایط میزان حذف از 80 درصد به 92 درصد افزایش یافته است. هم‌چنین با افزایش مقدار کاتالیست میزان بازده واکنش افزایش می یابد. طبق واکنش های مربوط به فرآیند فنتون، حضور آهن باعث افزایش رادیکال های هیدروکسیل می شود، این یکی از دلایل افزایش بازده حذف می تواند باشد.

نتیجه‌گیری:

 در فرآیند اولتراسونیک-فنتون تحت شرایط آزمایشگاهی ذکر شده، یون آهن به عنوان کاتالیست، در یک محیط اسیدی با اکسیدان مانند هیدروژن پراکسید وارد واکنش شده و تولید رادیکال هیدروکسیل می‌کند. میزان بازدهی این روش تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله pH، غلظت آهن و پراکسید هیدروژن، غلظت اولیه آلاینده و زمان واکنش است.