چاپ صفحه |  صفحه نخست سامانه |  مجری و همکاران |  اطلاعات تفضیلی |  دانلود | علوم پزشکی زاهدان |
| کد طرح | 5421 |
| عنوان فارسی طرح | بررسی کارایی فرآیند فنتون و فنتون اصلاح شده در حذف رنگ راکتیو قرمز 198و راکتیو آبی 19 از محیط های آبی |
| عنوان لاتین طرح | Efficiency of Fenton and Modified Fenton process to remove Reactive Red 198 and Blue 19 from Aqueous Environments |
| نوع طرح | |
| محل اجرای طرح | دانشکده بهداشت |
| رسته مطالعاتی | توصیفی- تحلیلی |
| دانشکده/مرکز | دانشکده بهداشت زاهدان |
| زمان اجرا -روز |
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح | نوع همکاری | درجهتحصیلی | پست الکترونیک |
|---|---|---|---|---|
| حسین جعفری منصوریان | مجری | h.mansoorian@yahoo.com |
| عنوان | متن |
|---|---|
| خلاصه طرح به فارسی | بررسی کارایی فرآیند فنتون و فنتون اصلاح شده در حذف رنگ راکتیو قرمز 198و راکتیو آبی 19 از محیط های آبی |
| خلاصه طرح به لاتین | Efficiency of Fenton and Modified Fenton process to remove Reactive Red 198 and Blue 19 from Aqueous Environments |
| بيان مسئله تحقيق/اهمیت پژوهش | صنایع نساجی و رنگرزی، یکی از بزرگترین صنایع مصرف کننده آب می باشند که میزان مصرف آب با توجه به نوع فرآیند تولید، بین 250- 25 مترمکعب به ازاء هر تن محصول است ]1[. فاضلاب تولیدی از این صنعت دارای BOD و COD بالا و انواع رنگ های مصنوعی هستند[5،4]. از این رو ، تخلیه بدون کنترل فاضلاب های رنگی حاصل از صنایع نساجی به محیط ، نه تنها جنبه زیبا شناختی آبهای پذیرنده را تحت تأثیر قرار می دهد بلکه منجر به کاهش فرآیند فتوسنتز ، جلوگیری از نفوذ نور خورشید و مرگ موجودات آبزی می گردد و به عنوان یکی از مهم ترین عوامل تهدیدکننده محیط زیست در سراسرجهان مورد توجه هستند [6،7]. رنگ ها موادی با ساختار پیچیده بوده که از گروهی از اتم ها ی مسئول ایجاد رنگ به نام کروموفور و گروه های الکترون گیرنده یا دهنده که تعیین کننده شدت و میزان انحلال رنگ در آب هستند، به نام اکسوکروم تشکیل می شوند]8[. رنگ ها بر اساس کاربردشان به انواع وات، راکتیو، دایرکت، کاتیونی، اسیدی و دیسپرس تقسیم می گردند که بیشتر از پنجاه درصد رنگ های تولیدی ،رنگزاهای آزو می باشند[9،10]. رنگ های راکتیوآزو، رنگ هایی محلول درآب و آنیونی بوده [12،11] و به دلیل تنوع زیاد رنگ، سهولت در کاربرد، پایداری مطلوب در طی شستشو و مصرف انرژی کم، کاربرد گسترده ای در صنایع نساجی پیدا کرده اند. این رنگ ها به دلیل ساختار پیچیده و منشاء مصنوعی خود در مقابل تجزیه نور کافتی و شیمیایی بسیار پایدار و مقاوم هستند و در بعضی موارد در ساختار خود حاوی ترکیبات خاصی هستند که می توانند توسط اکسایش، آبکافت یا واکنش های شیمیایی دیگر که در آب اتفاق می افتد، محصولات جانبی سمی تولید کنند [13]. همچنین بسیاری از آنها دارای اثرات سرطان زایی بوده و در بسیاری از موارد ، باعث بروز جهش های ژنتیکی در موجودات زنده هستند]14[. جذب آنها بر روی توده های بیولوژیکی ضعیف است و تحت شرایط هوازی تجزیه نمی شوند[15]. از جمله ی این رنگ ها ، رنگ راکتیو قرمز 198 و آبی 19 می باشد که از نظر ساختار جزء رنگ های مونو آزو هستند که درحال حاضر در صنایع نساجی داخل کشور کاربرد بسیار گسترده ای دارند[16]. تکنولوژی های متنوعی توسط محققین جهت حذف رنگ از فاضلاب های نساجی مورد استفاده قرار گرفته است که از جمله آنها فرآیندهای تعویض یون[10]، ترسیب شیمیایی[11] ،احیاء الکتروشیمیایی[12]، اکسیداسیون پیشرفته ، فرایندهای غشایی[13] و جذب سطحی]14[ می باشند. محدودیت های عمده تکنولوژی های تصفیه موجود شامل دفع محلول غلیظ،انرژی بالای مورد نیاز، هزینه سرانه و بهره برداری و نگهداری بالا،دفع لجن تولید شده و حجم بالای آن، نیاز به تجهیزات گرانقیمت و غیره می باشد ]14،15،16[ . از این رو یافتن روش های جایگزین و موثر در حذف رنگ از محیط های آبی امری ضروری و اجتناب ناپذیر است . یکی از موثرترین روش های جایگزین، فرایند اکسیداسیون پیشرفته است. فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، روشهای شیمیایی، فتوشیمیایی، فتوکاتالیتیک و الکتروشیمیایی میباشند که توسط تولید رادیکال هیدروکسیل توصیف میشوند. در این فرآیندها معمولا رادیکالهای آزاد هیدروکسیل ( )تولید و مصرف میشوند. کارآیی فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته از افزایش میزان اکسیداسیون ناشی از رادیکالهای هیدروکسیل منتج میگردد. این رادیکالهای آزاد از اکسیدانهای افزودهشده، تولید شده و دارای واکنشپذیری بالا، گزینشپذیری کم نسبت به ترکیبات آلی و پتانسیل اکسیداسیون بالا میباشند(7) و به 4 طریق باعث از بین رفتن آلاینده ها می شود:1- اضافه شدن .OH به ترکیب آلاینده 2- جذب هیدروژن3- جابجایی الکترون 4- واکنش میان رادیکال های آزاد که منجر به تشکیل ترکیباتی پایدار می گردد]17،18[. انواع روشهای اکسیداسیون پیشرفته از قبیل UV/O3، UV/H2O2، فنتون، فنتون اصلاح شده، فرآیندهای التراسوند و غیره، میتوانند برای تصفیه و حذف بسیاری از آلاینده های سمی و مقاوم به تجزیه زیستی یا کمتجزیه پذیر کارآیی داشته باشند که باعث تبدیل آنها به مواد غیرمضر بوده و نهایتاً منجر به معدنیسازی و تولید محصولات نهایی نظیر دی اکسیدکربن و آب میشوند ]19،20[. از میان فرایندهای مختلف اکسیداسیون پیشرفته، استفاده از فرایند فنتون (H2O2/Fe2+ ) و فنتون اصلاح شده (H2O2/Fe3+) به دلیل سهولت اجرا،مدت زمان واکنش کم،بهره گیری از فرایند انعقاد ولخته سازی، غیر سمی بودن ترکیبات آن ،امکان بکارگیری آن در مقیاس های مختلف و ملاحظات اقتصادی موردی مناسب می باشند. فرایتد فنتون عبارت است از افزودن مرحلهای H2O2 و نمک آهن(II) به محلولهای آبی و فنتون اصلاحشده عبارت است از افزودن مرحلهای H2O2 و نمک آهن(III) به محلولهای آبی ]21،22[. تحقیقات نشان می دهد که فرایند فنتون اصلاح شده در تصفیه انواع فاضلاب های صنعتی موثر می باشد اما تا کنون مطالعات اندکی در مورد حذف رنگ با استفاده از این فرایند انجام شده است.با توجه به اهمیت این موضوع،در پژوهش حاضر کارایی فرایند فنتون و فنتون اصلاح شده به عنوان یکی از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته در حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آبی 19 مورد بررسی و مطالعه قرار خواهد گرفت. diethylene glycol with ozone and modified Fenton processes. Chemosphere. 2002;47(3):293-301. |
| سوالات و / یا فرضیات پژوهش | 1ـ راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 چقدر است؟ 2ـ راندمان حذف رنگ راکتیو آبی 19 چقدر است؟ 3- آیا غلظت رنگ در عملکرد فرایند فنتون در حذف رنگ تاثیر دارد؟ 4- آیا غلظت رنگ در عملکرد فرایند فنتون اصلاح شده در حذف رنگ تاثیر دارد؟ 5 ـ آیا غلظت H2O2/Fe2+ در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آبی 19 تاثیر دارد؟ 6 ـ آیا غلظت H2O2/Fe3+ در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آبی 19 تاثیر دارد؟ 7 ـ آیا زمان واکنش در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آبی 19 تاثیر دارد؟ 8 ـ آیا pH در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آبی 19 در فرایند فنتون تاثیر دارد؟ 9 ـ آیا pH در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آبی 19 در فرایند فنتون اصلاح شده تاثیر دارد؟ |
| هدف کلی طرح | تعیین کارایی فرآیند فنتون و فنتون اصلاح شده در حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آبی 19 از محیط های آبی |
| اهداف اختصاصی | 1ـ تعیین راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 2ـ تعیین راندمان حذف رنگ راکتیو آبی 19 3- تعیین میزان اثر غلظت رنگ در عملکرد فرایند فنتون در حذف رنگ 4- تعیین میزان اثر غلظت رنگ در عملکرد فرایند فنتون اصلاح شده در حذف رنگ 5 ـ تعیین میزان اثر غلظت H2O2/Fe2+ در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آب 19 6 ـ تعیین میزان اثر غلظت H2O2/Fe3+ در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آب 19 7 ـ تعیین میزان اثر زمان واکنش در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آب 19 8 ـ تعیین میزان اثر pH در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آب 19 در فرایند فنتون 9 ـ تعیین میزان اثر pH در راندمان حذف رنگ راکتیو قرمز 198 و آب 19 در فرایند فنتون اصلاح شده |
| سازمانها، مراکز و موسسات و سایر بهره برداران بالقوه دستاوردهای طرح | صنایعی از قبیل نساجی،چرم سازی، کاغذسازی و... که فاضلاب تولیدی از فعالیت آنها به محیط رها می شود می توانند از نتایج و دستاوردهای این پژوهش اسفاده کرده و از این تکنولوژی برای حذف رنگ قبل از رهاسازی فاضلاب تولیدی حاوی این آلاینده به محیط استفاده نمایند. |
| تعریف واژه های تخصصی | - فرایتد فنتون عبارت است از افزودن مرحلهای H2O2 و نمک آهن(II) به محلولهای آبی - فنتون اصلاحشده عبارت است از افزودن مرحلهای H2O2 و نمک آهن(III) به محلولهای آبی |
| نوع مطالعه | مطالعه تجربی |
| جامعه مورد مطالعه(معرفی مشارکت کنندگان)/ محیط پژوهش(معیارهای ورود و خروج ذکر شوند) | فاضلاب سنتتیک مشابه فاضلاب خروجی از صنعت نساجی |
| حجم نمونه و روش محاسبه آن | تعداد نمونه 12 و تعداد آزمایشات 288 |
| روش نمونه گیری(نحوه تخصیص تصادفی و همسانسازی در صورت لزوم ذکر شود) | با توجه به نوع مطالعه نمونه در محیط آزمایشگاه توسط محقق ساخته خواهد شد. |
| روش و ابزار جمع آوري داده ها / صحت و استحکام داده ها (پرسشنامه یا فرم اطلاعاتی ضمیمه شود) | ابزار جمع آوری داده ها تجهیزات و دستگاه های آزمایشگاهی زیر می باشد: - بشر mL1000 - ارلن - pH متر - دستگاه اسپکتروفتومتر - دستگاه جارتست |
| روش اجرای طرح(با جزئیات بطور کامل شرح داده شود) | رنگ های مورد استفاده در این مطالعه محصول شرکت الوان ثابت و سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در انجام آزمایشات محصول شرکت مرک آلمان خواهد بود. ساختار شیمیایی رنگ راکتیو قرمز 198 و آبی 19مورد استفاده در شکل 1 و 2 ارائه شده است. شکل(1). ساختار رنگ راکتیو قرمز 198 شکل(2). ساختار رنگ راکتیو آبی 19 این مطالعه یک تحقیق کاربردی است که به صورت تجربی و در مقیاس آزمایشگاهی در آزمایشگاه شیمی محیط دانشگاه علوم پزشکی زاهدان انجام می گیرد. آزمایشات به صورت ناپیوسته و درون بشرهای mL1000 انجام خواهد گرفت. نمونه های فاضلاب حاوی رنگ در غلظت های مختلف (mg/L10، 50 و 500) به صورت سنتتیک در آزمایشگاه تهیه خواهد شد. مواد مورد استفاده ساخت شرکت مرک آلمان می باشد. بعد از تعیین pH بهینه ، مقدار مشخصی Fe2+ و Fe3+ در غلظت های (mg/L50، 100، 200، 400، 800 و 1600) با افزودن FeSo4.7H2O و FeCl اضافه می شود. سپس محلول H2O2 با درصد وزنی 30% و نسبت وزنی به حجمی kg/L11/1 در غلظت های (mg/L100، 200، 400، 800، 1600، 3200) اضافه می شود. در تمام آزمایشات نمونه ها به وسیله دستگاه جار تست مدل OSK8996 به مدت min1 با سرعت rpm80 مخلوط و پس از آن اختلاط به مدت min80 با سرعت rpm30 ادامه خواهد یافت. در فواصل زمانی min10، 20 ، 40 و 80 از محلول رویی به میزان mL50 نمونه برداشته می شود. بعد از صاف کردن نمونه برداشته شده به وسیله فیلتر45/0 میکرومتر، غلظت رنگ توسط اسپکتروفتومتر UV/Visible مدلOptima SP-3000 Plus مطابق با روش های مندرج در کتاب روش های استاندارد برای آزمایش آب و فاضلاب انجام خواهد گرفت قرائت می گردد. pH نهایی محلول نیز برای تعیین میزان تغییرات pH اولیه اندازه گیری می شود. جهت تنظیم pH از محلول H2SO4 و NaOH(N1) استفاده می شود. داده های بدست آمده از مراحل مختلف آزمایشات و نتایج حاصل از آنالیز نمونه ها، به کمک نرم افزار Excel مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. در این مطالعه ایزوترم های جذب لانگمیر، فروندلیچ و تمکین به منظور تشریح ارتباط بین میزان محلول رنگی وجاذب استفاده شده و مقدار رنگ جذب شده در زمان تعادل qe (mg/g) )) وکارایی حذف رنگ (E) به ترتیب توسط معادلات (1) و (2) تعیین می شود: دراین روابط، C0 و Ce به ترتیب غلظت اولیه و نهایی رنگ درمحلول(mg/L) ،Vحجم محلول (L) ، M جرم جاذب(g)، qe مقدار رنگ جذب شده در زمان تعادل (mg/g)و E راندمان حذف می باشد. |
| روش تجزیه، تحليل و توصیف دادهها (نمونهاي از جدول توخالي ضميمه شود و روش هاي آماري مورد استفاده به طور كامل توضيح داده شود)(کیفی و کمی) | تهیه جداول و نمودار ها با استفاده از نرم افزار EXCEL انجام می گیرد . در این نرم افزار تمام متغیرهای مورد مطالعه ،ذکر شده و در نهایت میزان راندمان حذف آلاینده مورد بررسی، به صورت نمودار ترسیم می شود. همچنین آزمون آماری لازم با استفاده از نرم افزار SPSS انجام خواهد گرفت. |
| ملاحظات اخلاقی | ملاحظات اخلاقی خاصی وجود ندارد. |
| محدودیتهای اجرائی طرح و پیش بینی جهت حل آنها | محدودیت خاصی وجود ندارد |
| کلمات کلیدی | فنتون- فنتون اصلاح شده- راکتیو 198- راکتیو 19- محیط آبی |
| فهرست منابع و مراجع | 1. Ramalho PA, Scholze H, Cardoso MH, Ramalho MT, Oliveira-Campos AM. Improved conditions for the aerobic reductive decolorisation of azo dyes by Candida zeylanoides. Enzyme and Microbial Technology. 2002; 31: 848-54. 2. Mahmoodi NM, Arami M. Bulk phase degradation of Acid Red 14 by nanophotocatalysis using immobilized titanium (IV) oxide nanoparticles. Journal of Photochemistry and Photobiology, A: Chemistry. 2006; 182: 60-6. 3. Mahmoodi NM, Arami M, Limaee NY, Tabrizi NS. Decolorization and aromatic ring degradation kinetics of Direct Red 80 by UV oxidation in the presence of hydrogen peroxide utilizing TiO2 as a photocatalyst. Chemical Engineering Journal. 2005; 112: 191-6. 4. Zhu C, Wang L, Kong L, Yang X, Wang L, Zheng S, Chen F, Maizhi F, Zong H. Photocatalytic degradation of azo dyes by supported TiO2+UV in aqueous solution. Chemosphere. 2000; 41: 303-9. 5. Prevot AB, Baiocchi C, Brussino M, Pramauro E, Savarino P, Augugliaro V. Photocatalytic degradation of acid blue 80 in aqueous solutions containing TiO2 suspensions. Environmental Science and Technology. 2001; 35: 971-6. 6. Wang S. A comparative study of Fenton and Fenton-like reaction kinetics in decolourisation of wastewater. Dyes and Pigments. 2008; 76: 714-20. 7. Christie RM. Colour chemistry. Cambridge: Royal Society of Chemistry; 2001. p. 206-218. 8. Chung K, Cerniglia C. Mutagenicity of azo dyes: structure activity relationships. Mutation Research. 1992; 277: 201-20. 9. Mahvi AH, Maleki A, Alimohamadi M, GhasriA. Photo-oxidation of phenol in aqueous solution: Toxicity of intermediates. Korean Journal of Chemical Engineering. 2007; 24: 79-82. 10. Maleki A, Mahvi AH, Mesdaghinia A, Naddafi K. Degradation and toxicity reduction of phenol by ultrasound waves. Bulletin of the Chemical Society of Ethiopia. 2007; 21: 33-8. 11. Oppenlander T. Photochemical purification of water and Air. Weinheim: Wiley- VCH Verlag; 2002. 12. Mahmoodi NM, Arami M, Limaee NY, Tabrizi NS. Kinetics of heterogeneous photocatalytic degradation of reactive dyes in an immobilized TiO2 photocatalytic reactor. Journal of Colloid and Interface Science. 2006; 295: 159-64. 13. Mahmoodi NM, Arami M, Limaee NY, Gharanjig K, Nourmohammadian F. Nanophotocatalysis using immobilized titanium dioxide nanoparticle. Degradation and mineralization of water containing organic pollutant: case study of butachlor. Materials Research Bulletin. 2007; 42: 797-806. 14. Bali U, Catalkaya E, Sengul F. Photodegradation of Reactive Black 5, Direct Red 28 and Direct Yellow 12 using UV, UV/H2O2 and UV/H2O2/Fe2+: a comparative study. Journal of Hazardous Materials. 2004; 114: 159-66. 15. Vajnhandl S, Le Marechal AM. Case study of the sonochemical decolouration of textile azo dye Reactive Black 5. Journal of Hazardous Materials. 2007; 141: 329-35. 16. Peternel I, Koprivanac N, Kusic H. UV-based processes for reactive azo dye mineralization. Water Research. 2006; 40: 525-32. 17. Guinea E, Arias C, Cabot PL, Garrido JA, Rodríguez RM, Centellas F, et al. Mineralization of salicylic acid in acidic aqueous medium by electrochemical advanced oxidation processes using platinum and boron-doped diamond as anode and cathodically generated hydrogen peroxide. Water Research. 2008;42(1-2):499-511. 18.Kishimoto N, Nakagawa T, Asano M, Abe M, Yamada M, Ono Y. Ozonation combined with electrolysis of 1,4-dioxane using a two-compartment electrolytic flow cell with solid electrolyte. Water Research. 2008;42(1-2):379-85. 19.Wang LK, Hung Y-T, Lo HH, Yapijakis C. Handbook of Industrial and Hazardous Wastes Treatment. 2nd ed. United states of America: Marcel Dekker; 2004. 20.Deng Y, Englehardt JD. Treatment of landfill leachate by the Fenton process. Water Research. 2006;40(20):3683-94. 21.Primo O, Rivero MJ, Ortiz I. Photo-Fenton process as an efficient alternative to the treatment of landfill leachates. Journal of Hazardous Materials. 2008;153(1-2): (834-42). 22.Turan-Ertas T, Gurol MD. Oxidation of |
| نام فایل | تاریخ درج فایل | اندازه فایل | دانلود |
|---|---|---|---|
| Attachments_2012_06_24.zip | 1391/04/07 | 192890 | دانلود |
| soratglase.prpozal.doc | 1391/04/20 | 225280 | دانلود |
| proposal Fenton- zahedan university -Final2.doc | 1391/04/20 | 601600 | دانلود |
