بررسی کارایی فرایند پرسولفات/US در تصفیه فاضلاب‌ لبنی مصنوعی

صنایع

رشد و گسترش جمعیت و توسعه مناطق شهر نشینی و افزایش صنایع سبب تولید حجم بسیار زیادی فاضلاب‌های قوی وحاوی آلاینده‌های آلی و معدنی شده که افزایش میزان آلودگی آب‌های پذیرنده را سبب شده است(1-3) .

از میان صنایع مختلف، صنایع لبنیاتی به علت درصد بسیار زیاد مواد آلی موجود در فاصلاب تولیدی حاصل از مراحل مختلف فرایندی و عملیاتی، یکی از آلوده‌کننده‌ترین صنایع غذایی با تولید آلودگی محسوب می­شود. در این صنعت به ازای مصرف هر لیتر شیر مورد استفاده برای تولید محصول در فرایند تولید، بیش از 10 لیتر فاضلاب تولید می‌شود(4, 5) به عنوان مثال گزارش شده که صنایع لبنی پگاه تهران به ازاء فراوری 1000 تن محصول لبنی، حدود 3500 متر مکعب در روز فاضلاب تولید می‌شود(6).

ترکیبات آلی موجود در شیر از جمله پروتئین، کربوهیدرات و چربی‌ها بخش عمده COD (اکسیژن خواهی شیمیایی) فاضلاب صنابع لبنی را به خود اختصاص می‌دهند و بارآلی این فاضلاب‌ها بین 500 تا 10000 گرم COD بر متر مکعب می‌باشد و می‌تواند تاثیر قابل توجهی بر واحدهای تصفیه خانه داشته باشند(4).

از طرف دیگر چون مقادیر قابل توجهی نیتروژن و فسفر در این فاضلاب‌ها وجود دارد می‌تواند باعث پدیده اوتروفیکاسیون آب‌های پذیرنده مخصوصا دریاچه‌ها و رودخانه‌های با جریان آرام می‌شود و باعث آسیب و تغییر اکوسیستم‌های آبی و تهدیدی بر سلامت موجودات آبی می‌باشد جهت جلوگیری از صدمه وارده به اکوسیستم با هزینه کمتر باید در ابتدا تولید با روش مناسب قبل از تخلیه به فاضلاب‌های شهری مدیریت و کنترل شود(7).

از جمله روش‌های موجود برای حذف مواد آلی از فاضلاب، روش‌های بیولوژیکی هوازی و بی‌هوازی، فیزیکوشیمیایی و اکسیداسیون می‌باشد. روش‌های بیولوژیکی دارای معایبی چون مصرف بالای انرژی، تولید جرم سلولی زیاد، زمین مورد نیاز بالا و هزینه نسبتا زیاد می‌باشد فرایند‌های انعقاد و لخته‌سازی نیز باعث انتقال آلاینده از فاز مایع به فاز جامد می‌شوند و آلاینده را حذف نمی‌کنند(8). فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته در دهه اخیر به عنوان یک فرایند مناسب با کارایی بالا همواره مورد توجه محققین و بهره‌برداران قرار گرفته است(3, 9) روش‌های مورد استفاده در اکسیداسیون پیشرفته شامل امواج فراصوت (US- ultra sound)، امواج فرابنفش( UV )، فنتون، فتوکاتالیستی و ...اشاره کرد که از مزایای این فرایندها می‌توان به تولید رادیکال‌های آزاد با قدرت اکسندگی بالا، کارایی بالا در شکستن مواد آلی، کم بودن هزینه‌های راه‌اندازی و بهره‌برداری و تنوع در روش‌ها اشاره کرد(10, 11).

امروزه استفاده از عوامل اکسید کننده نظیر پرسولفات، پراکسید هیدروژن و... جهت افزایش کارایی فرایندهای اکسیداسون به صورت ترکیبی و توام استفاده می‌شود(12, 13) پرسولفات یک آنیون غیر انتخابی با فرمول شیمیایی S₂O₈^-2 بوده که به عنوان یک عامل اکسیدان با قدرت اکسندگی 01/2 ولت در فرایندهای حذف مواد آلی استفاده شده است. پرسولفات دارای خواصی چون سرعت سینتیک بالا، پایداری بیشتر در محیط و وابستگی کمتر به نوع ماده آلی، تولید کمترین محصولات جانبی خطرناک و حلالیت بالا در آب می‌باشد. مطالعات نشان داده که این اکسیدان به تنهایی در محیط پایدار بوده و اثر بخشی لازم را ندارد در نتیجه جهت کارکرد این اکسیدان باید فعال سازی شود(14-18).

امواج فرابنفش(UV)، امواج فراصوت (US)، گرما و فلزات دو ظرفیتی از جمله مهم‌ترین عوامل فعالساز پرسولفات محسوب می‌شوند که در نهایت آنیون پرسولفات بر طبق روابط 1و2 زیر توسط امواج فراصوت و امواج فرابنفش به رادیکال‌های آزاد سولفات( SO₄^·- ) و هیدروکسیل( OH) با پتانسیل اکسیداسیون و احیا 56/2 و71/2 ولت تبدیل شده که قدرت تجزیه ترکیبات آلی را دارند(16).

19. ₂O₈^2- + ) ) ) 2O₄^{• -}

امواج فراصوت به هر موج با فرکانس بیش از حد تونایی شنیداری انسان (20 تا 40 کیلو هرتز) گفته می‌شود که به دلیل مزایایی چون کارایی بالا و عدم ایجاد آلودگی ثانویه در محیط زیست به عنوان یک عامل آنتی‌باکترایی و تجزیه کننده آلاینده‌ها استفاده شده است(19, 20).

مکانسیم اصلی این فرایند به این صورت بوده که با ایجاد حفره یا میکروحفره‌های حاصل از پدیده کاویتاسیون در آب بوده که حاصل این حفره‌ها تولید فشار در حدود 1000 اتمسفر و دمای 5000 کلوین بوده که در نهایت منجر به تولید وتشکیل رادیکال‌های هیدروکسیل خواهد شد در نهایت رادیکال 2SO₄^.- ایجاده شده از فعالسازی پرسولفات (S₂O₈^2-) فعال شده توسط امواج اولتراسونیک (US) که دارای قدرت اکسیدکنندگی بالا تقریبا برابر قدرت اکسندگی رادیکال OH بوده، باعث تجزیه و تخریب وشکسته شدن مواد آلی می‌شوند(21)

در یک مطالعه انجام شده توسط یگانه بادی و همکاران از پرسولفات فعال شده با UV و فلز دو ظرفیتی برای حذف دی متیل فتالات از محیط‌های آبی استفاده شده و نتایج نشان داده که این فرایند در شرایط بهینه 98 درصد راندمان حذف داشت(22)

در مطالعه دیگر از شکوهی و همکاران از فرایند پرسولفات فعال شده با امواج اولتراسونیک و فلز دو ظرفیتی Fe²⁺ برای حذف فنل از محیط‌های آبی استفاده کردند و مطالعات نشان داد که این فرایند در pH برابر 3، غلظت 250 میلی گرم در لیتر پرسولفات و 150 میلی‌گرم در لیتر نانو ذره آهن صفر و زمان تماس 30 دقیقه راندمان برابر 99 بوده است(23)

در یک مطالعه دیگر از صفری و همکاران از فرایند UV/US/ پرسولفات برای حذف تتراسایکلین از محیط‌های آبی استفاده کردند و نتایج نشان داد که در pHبرابر 10، غلظت پرسولفات 4 میلی مول، غلظت اولیه 05/30 میلی‌گرم در لیتر و زمان واکنش 119 دقیقه راندمانی برابر 01/95 درصد بدست آمد(24)

در یک مطالعه دیگر از Mehrdadi و همکاران از امواج اولتراسونیک برای تجزیه مواد آلی موجود فاضلاب صنایع لبنی استفاده کردند و مطالعات نشان داد که با میزان جریان ورودی کم و زمان تماس بالا، راندمان نسبتا قابل قبولی بدست آمد(6)

در یک مطالعه دیگر از Krzeminska و همکاران از فرایند فنتون و تصفیه بیولوژیکی جهت تصفیه فاضلاب صنایع لبنی استفاده کردند و مطالعات نشان داد که مقدار حذف COD برای فرایند بیولوژیکی و فرایند بیولوژیکی توام با با فنتون به ترتیب برابر 67 و 93 درصد بوده است(25)

در یک مطالعه دیگر از Gisella و همکاران از فرایند فتوکاتالییتی UV/ZnO برای حذف TOC فاضلاب صنایع لبنی استفاده کردند و مطالعات نشان داد که این فرایند مقدار TOC را از 1010 میلی‌گرم در لیتر به مقدار 692 میلی‌گرم در لیتر رسانده است(26)

از آنجایی تا اکنون مطالعاتی در این زمینه انجام نشده است هدف از این مطالعه بررسی کارایی فرایند پرسولفات/US در تصفیه فاضلاب‌های صنایع لبنی می‌باشد.

رشد و گسترش جمعیت و توسعه مناطق شهر نشینی و افزایش صنایع سبب تولید حجم بسیار زیادی فاضلاب‌های قوی وحاوی آلاینده‌های آلی و معدنی شده که افزایش میزان آلودگی آب‌های پذیرنده را سبب شده است(1-3) .

از میان صنایع مختلف، صنایع لبنیاتی به علت درصد بسیار زیاد مواد آلی موجود در فاصلاب تولیدی حاصل از مراحل مختلف فرایندی و عملیاتی، یکی از آلوده‌کننده‌ترین صنایع غذایی با تولید آلودگی محسوب می­شود. در این صنعت به ازای مصرف هر لیتر شیر مورد استفاده برای تولید محصول در فرایند تولید، بیش از 10 لیتر فاضلاب تولید می‌شود(4, 5) به عنوان مثال گزارش شده که صنایع لبنی پگاه تهران به ازاء فراوری 1000 تن محصول لبنی، حدود 3500 متر مکعب در روز فاضلاب تولید می‌شود(6).

ترکیبات آلی موجود در شیر از جمله پروتئین، کربوهیدرات و چربی‌ها بخش عمده COD (اکسیژن خواهی شیمیایی) فاضلاب صنابع لبنی را به خود اختصاص می‌دهند و بارآلی این فاضلاب‌ها بین 500 تا 10000 گرم COD بر متر مکعب می‌باشد و می‌تواند تاثیر قابل توجهی بر واحدهای تصفیه خانه داشته باشند(4).

از طرف دیگر چون مقادیر قابل توجهی نیتروژن و فسفر در این فاضلاب‌ها وجود دارد می‌تواند باعث پدیده اوتروفیکاسیون آب‌های پذیرنده مخصوصا دریاچه‌ها و رودخانه‌های با جریان آرام می‌شود و باعث آسیب و تغییر اکوسیستم‌های آبی و تهدیدی بر سلامت موجودات آبی می‌باشد جهت جلوگیری از صدمه وارده به اکوسیستم با هزینه کمتر باید در ابتدا تولید با روش مناسب قبل از تخلیه به فاضلاب‌های شهری مدیریت و کنترل شود(7).

از جمله روش‌های موجود برای حذف مواد آلی از فاضلاب، روش‌های بیولوژیکی هوازی و بی‌هوازی، فیزیکوشیمیایی و اکسیداسیون می‌باشد. روش‌های بیولوژیکی دارای معایبی چون مصرف بالای انرژی، تولید جرم سلولی زیاد، زمین مورد نیاز بالا و هزینه نسبتا زیاد می‌باشد فرایند‌های انعقاد و لخته‌سازی نیز باعث انتقال آلاینده از فاز مایع به فاز جامد می‌شوند و آلاینده را حذف نمی‌کنند(8). فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته در دهه اخیر به عنوان یک فرایند مناسب با کارایی بالا همواره مورد توجه محققین و بهره‌برداران قرار گرفته است(3, 9) روش‌های مورد استفاده در اکسیداسیون پیشرفته شامل امواج فراصوت (US- ultra sound)، امواج فرابنفش( UV )، فنتون، فتوکاتالیستی و ...اشاره کرد که از مزایای این فرایندها می‌توان به تولید رادیکال‌های آزاد با قدرت اکسندگی بالا، کارایی بالا در شکستن مواد آلی، کم بودن هزینه‌های راه‌اندازی و بهره‌برداری و تنوع در روش‌ها اشاره کرد(10, 11).

امروزه استفاده از عوامل اکسید کننده نظیر پرسولفات، پراکسید هیدروژن و... جهت افزایش کارایی فرایندهای اکسیداسون به صورت ترکیبی و توام استفاده می‌شود(12, 13) پرسولفات یک آنیون غیر انتخابی با فرمول شیمیایی S₂O₈^-2 بوده که به عنوان یک عامل اکسیدان با قدرت اکسندگی 01/2 ولت در فرایندهای حذف مواد آلی استفاده شده است. پرسولفات دارای خواصی چون سرعت سینتیک بالا، پایداری بیشتر در محیط و وابستگی کمتر به نوع ماده آلی، تولید کمترین محصولات جانبی خطرناک و حلالیت بالا در آب می‌باشد. مطالعات نشان داده که این اکسیدان به تنهایی در محیط پایدار بوده و اثر بخشی لازم را ندارد در نتیجه جهت کارکرد این اکسیدان باید فعال سازی شود(14-18).

امواج فرابنفش(UV)، امواج فراصوت (US)، گرما و فلزات دو ظرفیتی از جمله مهم‌ترین عوامل فعالساز پرسولفات محسوب می‌شوند که در نهایت آنیون پرسولفات بر طبق روابط 1و2 زیر توسط امواج فراصوت و امواج فرابنفش به رادیکال‌های آزاد سولفات( SO₄^·- ) و هیدروکسیل( OH) با پتانسیل اکسیداسیون و احیا 56/2 و71/2 ولت تبدیل شده که قدرت تجزیه ترکیبات آلی را دارند(16).

19. ₂O₈^2- + ) ) ) 2O₄^{• -}

امواج فراصوت به هر موج با فرکانس بیش از حد تونایی شنیداری انسان (20 تا 40 کیلو هرتز) گفته می‌شود که به دلیل مزایایی چون کارایی بالا و عدم ایجاد آلودگی ثانویه در محیط زیست به عنوان یک عامل آنتی‌باکترایی و تجزیه کننده آلاینده‌ها استفاده شده است(19, 20).

مکانسیم اصلی این فرایند به این صورت بوده که با ایجاد حفره یا میکروحفره‌های حاصل از پدیده کاویتاسیون در آب بوده که حاصل این حفره‌ها تولید فشار در حدود 1000 اتمسفر و دمای 5000 کلوین بوده که در نهایت منجر به تولید وتشکیل رادیکال‌های هیدروکسیل خواهد شد در نهایت رادیکال 2SO₄^.- ایجاده شده از فعالسازی پرسولفات (S₂O₈^2-) فعال شده توسط امواج اولتراسونیک (US) که دارای قدرت اکسیدکنندگی بالا تقریبا برابر قدرت اکسندگی رادیکال OH بوده، باعث تجزیه و تخریب وشکسته شدن مواد آلی می‌شوند(21)

در یک مطالعه انجام شده توسط یگانه بادی و همکاران از پرسولفات فعال شده با UV و فلز دو ظرفیتی برای حذف دی متیل فتالات از محیط‌های آبی استفاده شده و نتایج نشان داده که این فرایند در شرایط بهینه 98 درصد راندمان حذف داشت(22)

در مطالعه دیگر از شکوهی و همکاران از فرایند پرسولفات فعال شده با امواج اولتراسونیک و فلز دو ظرفیتی Fe²⁺ برای حذف فنل از محیط‌های آبی استفاده کردند و مطالعات نشان داد که این فرایند در pH برابر 3، غلظت 250 میلی گرم در لیتر پرسولفات و 150 میلی‌گرم در لیتر نانو ذره آهن صفر و زمان تماس 30 دقیقه راندمان برابر 99 بوده است(23)

در یک مطالعه دیگر از صفری و همکاران از فرایند UV/US/ پرسولفات برای حذف تتراسایکلین از محیط‌های آبی استفاده کردند و نتایج نشان داد که در pHبرابر 10، غلظت پرسولفات 4 میلی مول، غلظت اولیه 05/30 میلی‌گرم در لیتر و زمان واکنش 119 دقیقه راندمانی برابر 01/95 درصد بدست آمد(24)

در یک مطالعه دیگر از Mehrdadi و همکاران از امواج اولتراسونیک برای تجزیه مواد آلی موجود فاضلاب صنایع لبنی استفاده کردند و مطالعات نشان داد که با میزان جریان ورودی کم و زمان تماس بالا، راندمان نسبتا قابل قبولی بدست آمد(6)

در یک مطالعه دیگر از Krzeminska و همکاران از فرایند فنتون و تصفیه بیولوژیکی جهت تصفیه فاضلاب صنایع لبنی استفاده کردند و مطالعات نشان داد که مقدار حذف COD برای فرایند بیولوژیکی و فرایند بیولوژیکی توام با با فنتون به ترتیب برابر 67 و 93 درصد بوده است(25)

در یک مطالعه دیگر از Gisella و همکاران از فرایند فتوکاتالییتی UV/ZnO برای حذف TOC فاضلاب صنایع لبنی استفاده کردند و مطالعات نشان داد که این فرایند مقدار TOC را از 1010 میلی‌گرم در لیتر به مقدار 692 میلی‌گرم در لیتر رسانده است(26)

از آنجایی تا اکنون مطالعاتی در این زمینه انجام نشده است هدف از این مطالعه بررسی کارایی فرایند پرسولفات/US در تصفیه فاضلاب‌های صنایع لبنی می‌باشد.

پیشنهاد روش مذکور برای حذف آلاینده های موجود در فاضلاب

شرکت آب و فاضلاب

1- درصد تغییرات حذف COD بوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی بر حسب pH چقدر است؟

2- درصد تغییرات حذف CODبوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی بر حسب غلظت‌های مختلف پرسولفات چقدراست؟

3-درصد تغییرات حذف CODبوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی بر حسب زمان‌های مختلف چقدراست؟

4- درصد تغییرات حذف COD بوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی بر حسب توان شدت امواج اولتراسونیک چقدر است؟

5- درصد تغییرات حذف COD بوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی تحت شرایط بهینه چقدر است؟

تعیین کارایی فرایند پرسولفات/US در تصفیه  فاضلاب‌ لبنی مصنوعی

1- تعیین درصد تغییرات حذف COD بوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی بر حسب pH

2- تعیین درصد تغییرات حذف CODبوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی بر حسب غلظت‌های مختلف پرسولفات

3-تعیین درصد تغییرات حذف CODبوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی بر حسب زمان‌های مختلف

4- تعیین درصد تغییرات حذف COD بوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی بر حسب توان شدت امواج اولتراسونیک

5- تعییین درصد تغییرات حذف COD بوسیله فرایند پرسولفات/US از فاضلاب لبنی مصنوعی تحت شرایط بهینه

پیشنهاد روش مذکور برای حذف آلاینده های موجود در فاضلاب

وزارت نیرو، شرکت آب و فاضلاب، کارشناسان بهداشت محیط، سازمان حفاظت محیط زیست،

این فرآیند پتانسیل زیادی برای رفع انواع آلودگی ها داشته و از کاربرد های آن می توان به تصفیه آبهای زیرزمینی، تخریب لجن پساب های صنعتی و رفع آلودگی های آلی فرار اشاره کرد. روش اکسیداسیون پیشرفته ابتدا براساس تولید گونه های اکسید کننده قوی مثل رادیکال هیدروکسیل و سولفنات، پایه گذاری شده است.

پرسولفات: پرسولفات با فرمول شیمایی Na₂S₂O₈ یک ترکیب شیمیایی بوده که در اثر امواج فراصوت (US)، امواج فرابنفش (UV)، گرما و فلزات دو ظرفیتی در محیط‌های آبی باعث تولید رادیکل آزاد 2SO₄^{• -} شده واین رادیکال‌ها باعث تجزیه مواد آلی می‌شوند.

US: امواج فراصوت به هر موج با فرکانس بیش از حد تونایی شنیداری انسان (20 تا 40 کیلو هرتز) گفته می‌شود که توسط دستگاه اولتراسونیک تولید می‌شود.

تجربی –آزمایشگاهی

به دلیل اینکه فاضلاب صنایع در زمانهای مختلف دارای تغییرات شدیدی است که این تغییرات میتواند در روزهای مختلف نمونه برداری به عنوان یک عامل مخدوش کننده عمل کند و در نهایت بر نتایج مطالعه تاثیر منفی بگذارد بنابراین از فاضلاب درون حوضچه متعال سازی کارخانه شیر مهتاج واقع در شهر زاهدان طی چند روز نمونه برداری میکنیم و با تعیین مشخصات آن در آزمایشگاه برای مراحل بعدی کار یک فاضلاب مشابه فاضلاب واقعی در آزمایشگاه تهیه میکنیم که عوامل مخدوش کننده را حذف کنیم

تعیین pH بهینه

جمع کل آزمایشات برابر 25 هست با در نظر گرفتن دو بار تکرار مجموع آزمایشات در این قسمت برابر 50 آزمایش خواهد بود

تعیین غلظت بهینه پرسولفات

جمع کل آزمایشات برابر 25 هست با در نظر گرفتن دو بار تکرار مجموع آزمایشات در این قسمت برابر 50 آزمایش خواهد بود

تعیین pH بهینه

جمع کل آزمایشات برابر 25 هست با در نظر گرفتن دو بار تکرار مجموع آزمایشات در این قسمت برابر 50 آزمایش خواهد بود

تعیین غلظت بهینه پرسولفات

جمع کل آزمایشات برابر 25 هست با در نظر گرفتن دو بار تکرار مجموع آزمایشات در این قسمت برابر 50 آزمایش خواهد بود

تعداد کل آزمایشات = برابر 200 آزمایش

همانطور که در بالا اشاره شد برای چند روز اول نمونه برداری ساده انجام میدهیم تا مشخصات کلی فاضلاب را در آزمایشگاه تعیین کنیم ولی برای روزهای بعد فاضلاب مصنوعی شبیه به فاضلاب واقعی در آزمایشگاه درست میکنیم تا نقش عواملی که در طول زمان در فاضلاب واقعی تغییر میکند را حذف کنیم

داده های مورد مطالعه از طریق آزمایش COD به روش هضم بسته اسیدی (اسپکتروفتومتر و COD Reader ) در آزمایشگاه دانشکده بهداشت انجام میشود.

مطالعه حاضر یک مطالعه تجربی-آزمایشگاهی بوده که به صورت سیستم ناپیوسته ( راکتور اکسیداسیون پرسولفات/US ) در مقیاس آزمایشگاهی انجام می‌شود. جهت تنظیم pH از اسید سولفوریک و سدیم هیدروکسید و همچنین جهت تامین پرسولفات با استفاده از نمک Na₂S₂O₈ استوک با غلظت 5000 میلی‌گرم در لیتر تهیه و از این استوک برای تهیه غلظت‌های مدنظراستفاده می‌شود.

راه اندازی دستگاه:

اولتراسونیک (US):

به منظور اثر امواج صوتی جهت فعال‌سازی پرسولفات و تولید رادیکال‌های آزاد بر فرایند حذف مواد آلی از حمام آبی اولتراسونیک با ظرفیت چهار لیتر که قابلیت تنظیم دما و زمان را داشته با مشخصات ذکر شده استفاده می شود و هنگام شروع آزمایش، راکتور اولتراسونیک با آب مقطر پر می شود تا سطح دستگاه آسیب نبیند.

1- تعیین pHبهینه:

در مرحله اول جهت تعیین pH بهینه، بعد از تهیه نمونه‌های مورد نظر با استفاده از محلول سود(NaOH) و اسید کلریدریک (HCl)و دستگاه pH متر در pH های 3،5،7،9، فاکتور های دیگر مانند غلظت پرسولفات(250 میلی‌گرم در لیتر) و شدت اواج اولتراسونیک را 35 کیلو هرتز ثابت و زمان واکنش را ( 10، 30، 45، 60، 90) دقیقه در نظر می‌گیریم. در زمان‌های مورد نظر مقادیر COD نمونه‌ها را مطابق روش ذکر شده در کتاب استاندارد متد بدست می‌آوریم و در نهایت راندمان فرایند را محاسبه می‌کنیم

2 تعیین بهینه غلظت پرسولفات:

در مرحله بعد برای تعیین بهینه غلظت پرسولفات ، مقدارهای(50- 100- 250- 500-1000) میلی گرم در پرسولفات را متغییر ، pH بهینه بدست آمده، امواج اولتراسونیک را 35 کیلو هرتز ثابت و زمان‌های ( 10، 30، 45، 60، 90) دقیقه را درنظر می گیریم و در نهایت در زمان‌های مورد نظر راندمان فرایند را بدست می آوریم. بدین طریق مقداربهینه پرسولفات را تعیین می نماییم.

به همین ترتیب بهینه همه پارامترها را بدست می‌آوریم و در نهایت کل پارامترهای بهینه را بر نمونه تهیه شده انجام می‌دهیم و کارایی فرایند را محاسبه می‌کنیم.

R= (C₁ – C₂ /C₁)*100

C₁: مقدار COD اولیه، C₂: مقدار COD باقی‌مانده

در نهایت پس از انجام آزمایشات داده ها را وارد نرم افزار spss میکنیم و برای ترسیم نمودار و مقایسه آنها میانگین و انحراف معیار دادهها را محاسبه می‌کنیم. برای مقایسه شرایط مختلف از آنالیز واریانس انجام می دهیم.

بند1- هدف اصلی این پژوهش راتقای سلامت انسان توام با حفظ کرامت انسان می‌باشد 

بند 9- از آنجایی که در این پژوهش کار با مواد شمیایی بوده و اینکه به صورت آزمایشگاهیی وکنترل شده هست تاثیر خاصی بر محیط اطراف ندارد. 

بند11- کمیته اخلاق علاوه بر تصویب طرح این حق را دارد که طرح مورد پژوهش را در حین اجرا مورد پایش قرار دهد. 

بند 28- پژوهشگر اینجانب موظف هستم که تمام نتایج پژوهش را صادقانه و دقیق منتشتر کنم اعم از منفی یا مثبت بودن نتیجه، واستگس سازمانی، منابع تامین بودجه و...

بند 30- گزارش‌ها و مقالات حاصل از پژوهش‌هایی که این بندها را نقض بکنند نباید پذیرفته و منتشر شوند. 

بند31- روش اجرای پژوهش نباید با ارزش های اجتماعی و فرهنگی و دینی جامعه در تناقض باشد. 

ندارد

اکسیداسیون پیشرفته، فاضلاب لبنی، پرسولفات،  اولتراسونیک

1.         Oh S, Min B, Logan BE. Cathode performance as a factor in electricity generation in microbial fuel cells. Environmental science & technology. 2004;38(18):4900-4.

2.         Sarkar B, Chakrabarti P, Vijaykumar A, Kale V. Wastewater treatment in dairy industries—possibility of reuse. Desalination. 2006;195(1-3):141-52.

3.         Dentel S, Strogen B, Chiu P. Direct generation of electricity from sludges and other liquid wastes. Water Science and Technology. 2004;50(9):161-8.

4.         Heaven MW, Wild K, Verheyen V, Cruickshank A, Watkins M, Nash D. Seasonal and wastewater stream variation of trace organic compounds in a dairy processing plant aerobic bioreactor. Bioresource technology. 2011;102(17):7727-36.

5.         Vourch M, Balannec B, Chaufer B, Dorange G. Treatment of dairy industry wastewater by reverse osmosis for water reuse. Desalination. 2008;219(1-3):190-202.

6.         MEHRDADI N, ZAHEDI A, MOHAMMADI AA, AGHAJANI YA. application of ultrasonic wave irradiation for hydrolysis and a mortization of ability of biological analysis of orginal substances in dairy wastwater case study: tehran pegah dairy complexe 2011

.

7.         Kushwaha JP, Srivastava VC, Mall ID. Treatment of dairy wastewater by inorganic coagulants: Parametric and disposal studies. Water research. 2010;44(20):5867-74.

8.         Kaewsuk J, Thorasampan W, Thanuttamavong M, Seo GT. Kinetic development and evaluation of membrane sequencing batch reactor (MSBR) with mixed cultures photosynthetic bacteria for dairy wastewater treatment. Journal of environmental management. 2010;91(5):1161-8.

9.         Rahmani A, Zarrabi M, Samarghandi M, Afkhami A, Ghaffari H. Degradation of Azo Dye Reactive Black 5 and acid orange 7 by Fenton-like mechanism. Iranian Journal of Chemical Engineering. 2010;7(1):87-94.

10.       Hou L, Zhang H, Wang L, Chen L, Xiong Y, Xue X. Removal of sulfamethoxazole from aqueous solution by sono-ozonation in the presence of a magnetic catalyst. Separation and Purification Technology. 2013;117:46-52.

11.       Miralles-Cuevas S, Audino F, Oller I, Sánchez-Moreno R, Pérez JS, Malato S. Pharmaceuticals removal from natural water by nanofiltration combined with advanced tertiary treatments (solar photo-Fenton, photo-Fenton-like Fe (III)–EDDS complex and ozonation). Separation and Purification Technology. 2014;122:515-22.

12.       Lee Y-C, Lo S-L, Kuo J, Lin Y-L. Persulfate oxidation of perfluorooctanoic acid under the temperatures of 20–40 C. Chemical engineering journal. 2012;198:27-32.

13.       Seid-Mohammadi A, Asgari G, Poormohammadi A, Ahmadian M, Rezaeivahidian H. Removal of phenol at high concentrations using UV/Persulfate from saline wastewater. Desalination and Water Treatment. 2016;57(42):19988-95.

14.       Li B, Li L, Lin K, Zhang W, Lu S, Luo Q. Removal of 1, 1, 1-trichloroethane from aqueous solution by a sono-activated persulfate process. Ultrasonics sonochemistry. 2013;20(3):855-63.

15.       Waldemer RH, Tratnyek PG, Johnson RL, Nurmi JT. Oxidation of chlorinated ethenes by heat-activated persulfate: kinetics and products. Environmental Science & Technology. 2007;41(3):1010-5.

16.       Hussain I, Zhang Y, Huang S, Du X. Degradation of p-chloroaniline by persulfate activated with zero-valent iron. Chemical engineering journal. 2012;203:269-76.

17.       Naim S, Ghauch A. Ranitidine abatement in chemically activated persulfate systems: Assessment of industrial iron waste for sustainable applications. Chemical Engineering Journal. 2016;288:276-88.

18.       Kang J, Duan X, Zhou L, Sun H, Tadé MO, Wang S. Carbocatalytic activation of persulfate for removal of antibiotics in water solutions. Chemical Engineering Journal. 2016;288:399-405.

19.       Mohammadi AS, Attar HM. P-chlorophenol oxidation in industrial effluent by ultrasonic/fenton technology. Water and Wastewater. 2011;22(4):80.

20.       Su S, Guo W, Yi C, Leng Y, Ma Z. Degradation of amoxicillin in aqueous solution using sulphate radicals under ultrasound irradiation. Ultrasonics sonochemistry. 2012;19(3):469-74.

21.       Wang S, Zhou N. Removal of carbamazepine from aqueous solution using sono-activated persulfate process. Ultrasonics Sonochemistry. 2016;29:156-62.

22.       بادی ی, اسرافیلی, کلانتری ر, روشنک, آذری, احمدی, et al. حذف دی اتیل فتالات از محلول های آبی با فرایند اکسیداسیون پیشرفته بر پایه پرسولفات) UV/Na2S2O8/Fe2+. مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران. 2016;25(132):122-35.

23.       Shokouhi R, Poureshgh Y, Almasi H, Shabanloo A. Sonochemical Oxidation of Phenol using Persulfate Activated by Zerovalent Iron Nanoparticles in Aqueous Environments. Journal of Occupational and Environmental Health. 2016;2(1):7-17.

24.       Safari GH, Nasseri S, Mahvi AH, Yaghmaeian K, Nabizadeh R, Alimohammadi M. Optimization of sonochemical degradation of tetracycline in aqueous solution using sono-activated persulfate process. Journal of Environmental Health Science and Engineering. 2015;13(1):76.

25.       Krzeminska D, Neczaj E, Parkitna K. Application of Fenton reaction for supporting biological wastewater treatment from the dairy industry. Rocznik Ochrona Srodowiska. 2013;15:2381-97.

26.       Lamas Samanamud GR, Loures CC, Souza AL, Salazar RF, Oliveira IS, Silva MB, et al. Heterogeneous photocatalytic degradation of dairy wastewater using immobilized ZnO. ISRN Chemical Engineering. 2012;2012.

آزمیشگاهی می باشد و نیاز به کد های اخلاقی نمی باشد.

ندارد

-

-

-

از محل اعتبارات پزوهشی پرداخت می شود.

-

-

-

-

-

ندارد