کاهش COD پساب صنایع بازیافت کاغذ با استفاده از روش الکترو فنتون

کاوسی, کامشن; پورموسی, شادمان; جهان لتیباری, احمد

کاهش COD پساب صنایع بازیافت کاغذ با استفاده از روش الکترو فنتون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، البرز ، ایران

² دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج - البرز

³ استاد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، ایران

چکیده

صنایع بازیافت کاغذ حجم قابل توجّهی از آب تمیز را در فرایندهای خود مصرف میکنند. بازیابی کامل و یا قسمت عمده پساب ایجاد شده همواره جزو اولویتها و سیاستهای صنایع میباشد. در این پژوهش از الکترودهای آلومینیومی به ابعاد 150×20×2 میلی‌متر استفاده شد و با اضافه کردن هیدروژن پراکسید به پساب و انجام واکنش الکتروفنتون غلظت COD باقیمانده با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری گردید. پس از به دست آوردن مقادیر بهینه شاخصهای ولتاژ جریان، سرعت همزن، زمان واکنش، pH، غلظت هیدروژن پراکسید، نسبت مولی هیدروژن پراکسید به سولفات آهن و فاصله الکترودها، درصد حذف COD در آنها به دست آمد. شرایط بهینه بازده کاهشCOD برای واکنش الکتروفنتون با ولتاژ جریان برابر 6 ولت، pH معادل 2، سرعت همزن برابر 300 دور در دقیقه، غلظت هیدروژن پراکسید معادل 1000 میلی‌گرم در لیتر، فاصله الکترودها برابر 3 سانتی‌متر، نسبت مولی هیدروژن پراکسید به سولفات آهن معادل 4/1 و زمان 90 دقیقه برای نمونه پساب صنایع بازیافت کاغذ برابر 50/95% به دست آمد. نتایج نشان داد که روش الکتروفنتون میتواند با ملاحظاتی برای تصفیه پساب صنایع بازیافت کاغذ استفاده شود.
صنایع بازیافت کاغذ حجم قابل توجّهی از آب تمیز را در فرایندهای خود مصرف می‌کنند. بازیابی کامل و یا قسمت عمده پساب ایجاد شده همواره جزو اولویت‌ها و سیاست‌های صنایع می‌باشد. در این پژوهش از الکترودهای آلومینیومی به ابعاد 150×20×2 میلی‌متر استفاده شد و با اضافه کردن هیدروژن پراکسید به پساب و انجام واکنش الکتروفنتون غلظت COD باقی‌مانده با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری گردید. پس از به دست آوردن مقادیر بهینه شاخص‌های ولتاژ جریان، سرعت همزن، زمان واکنش، pH، غلظت هیدروژن پراکسید، نسبت مولی هیدروژن پراکسید به سولفات آهن و فاصله الکترودها، درصد حذف COD در آن‌ها به دست آمد. شرایط بهینه بازده کاهشCOD برای واکنش الکتروفنتون با ولتاژ جریان برابر 6 ولت، pH معادل 2، سرعت همزن برابر 300 دور در دقیقه، غلظت هیدروژن پراکسید معادل 1000 میلی‌گرم در لیتر، فاصله الکترودها برابر 3 سانتی‌متر، نسبت مولی هیدروژن پراکسید به سولفات آهن معادل 4/1 و زمان 90 دقیقه برای نمونه پساب صنایع بازیافت کاغذ برابر 50/95% به دست آمد. نتایج نشان داد که روش الکتروفنتون می‌تواند با ملاحظاتی برای تصفیه پساب صنایع بازیافت کاغذ استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

DOR:20.1001.1.22286675.1399.11.43.1.4

عنوان مقاله [English]

COD Reduction from Paper Recycling Industries Wastewater Using Electro-Fenton Method

نویسندگان [English]

Kamshan Kavousi ¹
Shademan Pourmousa ²
Ahmad Jahan Latibari ³

¹ M.Sc., graduated of Wood and Paper Science and Technology Depts., Agricultural and Natural Resources Faculty, Karaj Branch, Islamic Azad University, Alborz, Iran

² Agricultural and Natural Resources Faculty, Karaj Branch Islamic Azad University, Alborz, Iran

³ Full Professor r of Wood and Paper Science and Technology Depts., Agricultural and Natural Resources Faculty, Karaj Branch Islamic Azad University, Alborz, Iran

چکیده [English]

The paper recycling industry consumes a significant amount of fresh water in its processes. Complete or major treatment of generated effluent is always one of the priority and policies of industries. In this study, aluminum electrodes with dimensions of 2*150*20 mm were used and by adding hydrogen peroxide to the effluent and performing electro-fenton reaction, the residual concentration of pollutant was measured by spectrophotometer. After obtaining the optimum values of voltage, agitator speed, reaction time, pH, hydrogen peroxide concentration, molar ratio of hydrogen peroxide to iron sulfate and distance between electrodes, the percentage of COD removal was calculated. COD reduction efficiency percent for electro-fenton reaction was 95.50% also the optimized conditions were as follows, voltage: 6 volts, pH: 2, stirring speed: 300 rpm, concentration of hydrogen peroxide: 1000 mg/L, distance between electrodes:3 cm, molar ratio of hydrogen peroxide to iron sulfate:1/4 and reaction time: 90 minutes. The results showed that the electro-fenton method can be used successfully for wastewater treatment of paper recycling industries.

کلیدواژه‌ها [English]

Electro- fenton
Waste water
Recycling
Papermaking
COD

مراجع

1.رحمانی، ع؛ نعمتی ثانی، ا؛ دهقان، ع ؛ اکبری، س؛ اسدزاده، ن؛ حسینی، ا. (1394). «مقایسه کارایی فرایند الکتروفنتون و فرایند فنتون در حذف کروم شش ظرفیتی در حضور سیاهید به‌عنوان مداخله‌گر از محیطهای آبی». مجلّه دانشگاه علوم پزشکی خراسان شمالی، دوره 7 (4)، صفحات 779-792.2. ملکوتیان، م؛ جعفری منصوریان، ح؛ موسوی، س؛ دانش‌پژوه، م. (1392). «ارزیابی کارایی فرایند فنتون در حذف کروم، COD و کدورت از فاضلاب صنایع آبکاری». مجلّه آب و فاضلاب، شماره 2.##

3. Olejnik, K. (2011). “Water consumption in paper industry reduction capabilities and the consequences in; Atimaty, A.t. sikdar, Sk.(Eds), security of industrial water supply and management Springer,” Dordrecht, The Netherlands.113-129.##

4. Wang, X. Liu, J. Ren, N. Q. Duan, Z. (2012). “Environmental profile of typical anaerobic /anoxic/oxic wastewater treatment systems meeting increasingly stringent treatment standards from a life cycle perspective,” Bioresource technology. 126, 31-40.##

5. Wu, J., Meng, X., Liu, X., Liu, X., Zheng, Z., Xu, D., et al. (2010). “Life Cycle Assessment of a Wastewater Treatment Plant Focused on Material and Energy Flows,” Environmental Management.46,610–617.##

6. Molinos-Senante, M. Gomez, T. Garrido-Baserba, M. Caballero, R., Sala-Garrido, R. (2014). “Assessing the sustainability of small wastewater treatment systems: a composite indicator approach,” Science of Total Environment, 607-617.##

7. Hubbe et al. (2016). “Wastewater treatment and reclamation:Areview of pulp and paperindustry practices and opertunities,” BioResources.11(3),7953-8091.##

8. Ghernaout, D.,Elboughdiri, N. and Ghareba, S. (2020) “FentonTechnology for Wastewater Treatment:Dares and Trends,” Open Access Library Journal, 7: e6045.https://doi.org/10.4236/oalib.1106045##

9. Hussain, S. Shaikh, S. Farooqui, M. (2013). “COD reduction of wastewater streams of active pharmaceutical ingredient – atenolol manufacturing unit by advanced Oxidation-Fenton process,” Journal of Saudi Chemical Society.17, 199–202.##

10. Yazdanbakhsh, A., Sardar, M., Eliasi, S., and Sheikh Mohammadi, A.; (2015). “Comparison of Azithromycin COD removal from wastewater by Fenton, Fenton like and Electro-Fenton processes,” Sustain. Environ. Res., 25(6), 331-337 .##

11. Buftia, G., Rosales, E., Pazos, M., Lazar, G., Sanromán, M.A. (2018). “Electro-Fenton process for implementation of acid black liquor waste treatment,”Science of the Total Environment. Vol. 635, pp. 397–404.##

12. Huang, C., Peng, F., Guo, H.J., Wang, C., Luo, M.T., Zhao, C., Xiong, L., Chen, X.F., Chen, X.D. (2018). “Efficient COD degradation of turpentine processing wastewater by combination of Fe-C micro-electrolysis and Fenton treatment: Long-term study and scale up,” Chemical Engineering Journal. Vol. 351, 697–707##

13. Gümüş, D., & Akbal, F. (2016). “Comparison of Fenton and electro-Fenton processes for oxidation of pHenol,” Process Safety and Environmental Protection, 103, 252-258.‏##