[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: مقالات پذیرفته شده :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
اطلاعات نشریه::
آرشیو مجله و مقالات::
برای نویسندگان::
برای داوران::
ثبت نام و اشتراک::
تماس با ما::
تسهیلات پایگاه::
بایگانی مقالات زیر چاپ::
نمایه ها::
::
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
ثبت شده در کراس رف

AWT IMAGE

..
:: دوره 11، شماره 2 - ( 12-1402 ) ::
جلد 11 شماره 2 صفحات 255-239 برگشت به فهرست نسخه ها
بهینه سازی فرایند اکسیداسیون پیشرفته سونوالکتروشیمیایی با الکترود گرافن-گرافن در ارتقا کیفیت پساب خروجی تصفیه خانه شهر پرند
پرویز عبدی ، کبری وریج کاظمی ، آرزو نجایی ، افشین تکدستان*
مرکز تحقیقات فناوری های زیست محیطی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، اهواز ،ایران
چکیده:   (302 مشاهده)
زمینه و هدف: حضور آلاینده­های نوظهور در فاضلاب، فرایندهای تصفیه­ بیولوژیکی را با مشکل مواجهه کرده است. فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته، فرایندهایی امیدوارکننده­ای در ارتقای کیفیت پساب هستند. هدف از این مطالعه بهینه­سازی فرایند سونوالکتروشیمیایی در ارتقا کیفیت پساب خروجی تصفیه­خانه شهر پرند بود.
مواد و روش ها: پایلوت مطالعه شامل یک راکتور سونوالکتروشیمیایی به حجم 500 میلی لیتر مجهز به  مولد جریان برق مستقیم، التراسونیک و الکترودهای گرافن بود. متغیرهای pH (4-8)، جریان الکتریکی مستقیم (50-100 میلی آمپر)، زمان واکنش (60-120 دقیقه) و فرکانس (30-50 کیلوهرتز) توسط طراحی ترکیبی مرکزی بهینه­سازی شدند. همچنین سینتیک فرایند، بهره­وری انرژی، تغییرات خصوصیات فیزیکوشیمیایی پساب و اثر هم افزایی مکانیزم­ها مورد سنجش قرار گرفتند. اندازه­گیری پارامترهای تصفیه ای بر اساس روش­های ارائه شده در مرجع آزمایشات آب و فاضلاب انجام شد.
یافته ها: بر اساس شاخص­های P-value و F-value، مدل انتخابی معنادار بود. شرایط بهینه فرایند عبارت است از pH برابر 5/6، شدت جریان الکتریکی برابر 8/82 میلی آمپر، زمان واکنش برابر 113 دقیقه و فرکانس 35 کیلوهرتز. پارامترهای COD، TOC، BOD5، نیتروژن و فسفر به ترتیب 81، 69، 2/93، 96 و 7/94 درصد حذف شدند. سینتیک فرایند از سینتیک درجه اول تبعیت می­کند و ضریب اثر هم­افزایی برابر 62/1 است. میزان بهره­وری انرژی 07/98 میلی­گرم بر لیتر به ازای هرکیلووات ساعت تعیین شد.
نتیجه گیری: فرایند سونوالکتروشیمیایی، قابلیت بکار گیری به­‌عنوان یک فرایند تصفیه پیشرفته را دارد. پیشنهاد می‌شود کارایی فرایند در نمونه پساب واقعی خام نیز، مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد.
واژه‌های کلیدی: فرایند سونوالکتروشیمیایی، اکسیژن خواهی شیمیایی، اکسیژن خواهی بیوشیمیایی، کل کربن آلی، تصفیه فاضلاب
متن کامل [PDF 1487 kb]   (108 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: 1402/9/9 | پذیرش: 1403/1/19 | انتشار: 1403/3/8
فهرست منابع
1. 1. Baharvand S, Daneshvar MRM. Impact assessment of treating wastewater on the physiochemical variables of environment: a case of Kermanshah wastewater treatment plant in Iran. Environmental Systems Research. 2019;8(1):18. [DOI:10.1186/s40068-019-0146-0]
2. Bonomo L, Pastorelli G, Zambon N. Advantages and limitations of duckweed-based wastewater treatment systems. Water Science and technology. 1997;35(5):239. [DOI:10.2166/wst.1997.0207]
3. Mehralipour J, Kermani M. Ultrasonic coupling with electrical current to effective activation of Persulfate for 2, 4 Dichlorophenoxyacetic acid herbicide degradation: modeling, synergistic effect, and a by-product study. Journal of Environmental Health Science and Engineering. 2021;19:625-39. [DOI:10.1007/s40201-021-00633-w] [PMID] []
4. Amor C, Marchão L, Lucas MS, Peres JA. Application of advanced oxidation processes for the treatment of recalcitrant agro-industrial wastewater: A review. Water. 2019;11(2):205. [DOI:10.3390/w11020205]
5. Samarghandi M, Rahmani A, Darabi Z, et al. Performance evaluation of electroproxone process in degradation of ceftriaxone pharmaceutical compound from synthetic solution. Iranian Journal of Health and Environment. 2020;12(4):515-30 [In Persian].
6. Azimzadeh M, Rahaie M, Nasirizadeh N, et al. An electrochemical nanobiosensor for plasma miRNA-155, based on graphene oxide and gold nanorod, for early detection of breast cancer. Biosensors and Bioelectronics. 2016;77:99-106. [DOI:10.1016/j.bios.2015.09.020] [PMID]
7. Rahmani A, Leili M, Mehralipor J, et al. Evaluation the performance of electro per sulfate process by using copper-iron electrodes in removing of Aniline from Aqueous solution. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences. 2019;26(2):225-32 [In Persian].
8. Kashi G, Hydarian N. Optimization Electrophotocatalytic Removal of Sulfanilamide From Aqueous Water by Taguchi Model. Issues. 2014;1(1).
9. Kalet SZ, Ismail SA, Ang WL, et al. Influence of ultrasound modes on sonoelectrochemical degradation of Congo red and palm oil mill effluent. Results in Chemistry. 2023;5:100880. [DOI:10.1016/j.rechem.2023.100880]
10. Tong H, Li H-L, Zhang X-G. Ultrasonic synthesis of highly dispersed Pt nanoparticles supported on MWCNTs and their electrocatalytic activity towards methanol oxidation. Carbon. 2007;45(12):2424-32. [DOI:10.1016/j.carbon.2007.06.028]
11. Ojo BO, Arotiba OA, Mabuba N. Sonoelectrochemical degradation of ciprofloxacin in water on a Ti/BaTiO3 electrode. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022;10(2):107224. [DOI:10.1016/j.jece.2022.107224]
12. Reghioua A, Barkat D, Jawad AH, et al. Parametric optimization by Box-Behnken design for synthesis of magnetic chitosan-benzil/ZnO/Fe3O4 nanocomposite and textile dye removal. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2021;9(3):105166. [DOI:10.1016/j.jece.2021.105166]
13. Rice EW, Bridgewater L, Association APH. Standard methods for the examination of water and wastewater: American public health association Washington, DC; 2012.
14. Mehralipour J, Jonidi Jafari A, Gholami M, et al. Investigation of photocatalytic-proxone process performance in the degradation of toluene and ethyl benzene from polluted air. Scientific Reports. 2023;13(1):4000. [DOI:10.1038/s41598-023-31183-w] [PMID] []
15. Visco G, Campanella L, Nobili V. Organic carbons and TOC in waters: an overview of the international norm for its measurements. Microchemical Journal. 2005;79(1-2):185-91. [DOI:10.1016/j.microc.2004.10.018]
16. Gold AC, Thompson SP, Piehler MF. Nitrogen cycling processes within stormwater control measures: a review and call for research. Water research. 2019;149:578-87. [DOI:10.1016/j.watres.2018.10.036] [PMID]
17. Ren Y-Z, Franke M, Anschuetz F, Ondruschka B, Ignaszak A, Braeutigam P. Sonoelectrochemical degradation of triclosan in water. Ultrasonics Sonochemistry. 2014;21(6):2020-5. [DOI:10.1016/j.ultsonch.2014.03.028] [PMID]
18. Heebner A, Abbassi B. Electrolysis catalyzed ozonation for advanced wastewater treatment. Journal of Water Process Engineering. 2022;46:102638. [DOI:10.1016/j.jwpe.2022.102638]
19. Ai Z, Li J, Zhang L, Lee S. Rapid decolorization of azo dyes in aqueous solution by an ultrasound-assisted electrocatalytic oxidation process. Ultrasonics sonochemistry. 2010;17(2):370-5. [DOI:10.1016/j.ultsonch.2009.10.002] [PMID]
20. Xu Y, Wang C, Huang Y, Fu J. Recent advances in electrocatalysts for neutral and large-current-density water electrolysis. Nano Energy. 2021;80:105545. [DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105545]
21. Wu S, Hu YH. A comprehensive review on catalysts for electrocatalytic and photoelectrocatalytic degradation of antibiotics. Chemical Engineering Journal. 2021;409:127739. [DOI:10.1016/j.cej.2020.127739]
22. Abdurahman MH, Abdullah AZ, Shoparwe NF. A comprehensive review on sonocatalytic, photocatalytic, and sonophotocatalytic processes for the degradation of antibiotics in water: Synergistic mechanism and degradation pathway. Chemical Engineering Journal. 2021;413:127412. [DOI:10.1016/j.cej.2020.127412]
23. Chen S, Chen J, Xingyu, Xi G, et al. Sonoelectrochemical oxidation of aged landfill leachate with high-efficiency Ti/PANI/PDMS-Ce-PbO2 anode. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022;10(3):107499. [DOI:10.1016/j.jece.2022.107499]
24. Frontistis Z. Sonoelectrochemical degradation of propyl paraben: An examination of the synergy in different water matrices. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17(8):2621. [DOI:10.3390/ijerph17082621] [PMID] []
25. Xu L, Wang X, Xu M-L, et al. Preparation of zinc tungstate nanomaterial and its sonocatalytic degradation of meloxicam as a novel sonocatalyst in aqueous solution. Ultrasonics Sonochemistry. 2020;61:104815. [DOI:10.1016/j.ultsonch.2019.104815] [PMID]
26. Shende T, Andaluri G, Suri RP. Kinetic model for sonolytic degradation of non-volatile surfactants: Perfluoroalkyl substances. Ultrasonics Sonochemistry. 2019;51:359-68. [DOI:10.1016/j.ultsonch.2018.08.028] [PMID]
27. Sidnell T, Wood RJ, Hurst J, et al. Sonolysis of per-and poly fluoroalkyl substances (PFAS): A meta-analysis. Ultrasonics sonochemistry. 2022;87:105944. [DOI:10.1016/j.ultsonch.2022.105944] [PMID] []
28. Wang J, Jiang Y, Zhang Z, et al. Investigation on the sonocatalytic degradation of congo red catalyzed by nanometer rutile TiO2 powder and various influencing factors. Desalination. 2007;216(1-3):196-208. [DOI:10.1016/j.desal.2006.11.024]
29. Im J-K, Yoon J, Her N, et al. Sonocatalytic-TiO2 nanotube, Fenton, and CCl4 reactions for enhanced oxidation, and their applications to acetaminophen and naproxen degradation. Separation and Purification Technology. 2015;141:1-9. [DOI:10.1016/j.seppur.2014.11.021]
30. AlJaberi FY, Ahmed SA, Makki HF, et al. Recent advances and applicable flexibility potential of electrochemical processes for wastewater treatment. Science of The Total Environment. 2023;867:161361. [DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.161361] [PMID]
31. Romero‐Soto I, Dia O, Leyva‐Soto LA, et al. Degradation of chloramphenicol in synthetic and aquaculture wastewater using electrooxidation. Journal of environmental quality. 2018;47(4):805-11. [DOI:10.2134/jeq2017.12.0475] [PMID]
32. Zhang Q, Huang W, Hong J-m, et al. Deciphering acetaminophen electrical catalytic degradation using single-form S doped graphene/Pt/TiO2. Chemical Engineering Journal. 2018;343:662-75. [DOI:10.1016/j.cej.2018.02.089]
33. Jiang H, Zhang K, Li W, et al. MoS2/NiS core-shell structures for improved electrocatalytic process of hydrogen evolution. Journal of Power Sources. 2020;472:228497. [DOI:10.1016/j.jpowsour.2020.228497]
34. Cui X, Zhang B, Zeng C, et al. Monolithic nanoporous NiFe alloy by dealloying laser processed NiFeAl as electrocatalyst toward oxygen evolution reaction. International Journal of Hydrogen Energy. 2018;43(32):15234-44. [DOI:10.1016/j.ijhydene.2018.06.109]
35. Sun Q, Zhou M, Shen Y, et al. Hierarchical nanoporous Ni (Cu) alloy anchored on amorphous NiFeP as efficient bifunctional electrocatalysts for hydrogen evolution and hydrazine oxidation. Journal of catalysis. 2019;373:180-9. [DOI:10.1016/j.jcat.2019.03.039]
36. Secula MS, Cagnon B, de Oliveira TF, et al. Removal of acid dye from aqueous solutions by electrocoagulation/GAC adsorption coupling: Kinetics and electrical operating costs. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2012;43(5):767-75. [DOI:10.1016/j.jtice.2012.03.003]
37. Tafoya JPV, Doszczeczko S, Titirici MM, et al. Enhancement of the electrocatalytic activity for the oxygen reduction reaction of boron-doped reduced graphene oxide via ultrasonic treatment. International Journal of Hydrogen Energy. 2022;47(8):5462-73. [DOI:10.1016/j.ijhydene.2021.11.127]
38. Zhao H, Gao J, Zhao G, et al. Fabrication of novel SnO2-Sb/carbon aerogel electrode for ultrasonic electrochemical oxidation of perfluorooctanoate with high catalytic efficiency. Applied Catalysis B: Environmental. 2013;136-137:278-86. [DOI:10.1016/j.apcatb.2013.02.013]
39. Gągol M, Przyjazny A, Boczkaj G. Wastewater treatment by means of advanced oxidation processes based on cavitation-a review. Chemical Engineering Journal. 2018;338:599-627. [DOI:10.1016/j.cej.2018.01.049]
40. Fedorov K, Dinesh K, Sun X, et al. Synergistic effects of hybrid advanced oxidation processes (AOPs) based on hydrodynamic cavitation phenomenon - A review. Chemical Engineering Journal. 2022;432:134191. [DOI:10.1016/j.cej.2021.134191]
41. Horáková M, Klementová Š, Kříž P, et al. The synergistic effect of advanced oxidation processes to eliminate resistant chemical compounds. Surface and Coatings Technology. 2014;241:154-8. [DOI:10.1016/j.surfcoat.2013.10.068]
42. Velmurugan S, Palanisamy S, C-K Yang T, et al. Ultrasonic assisted functionalization of MWCNT and synergistic electrocatalytic effect of nano-hydroxyapatite incorporated MWCNT-chitosan scaffolds for sensing of nitrofurantoin. Ultrasonics Sonochemistry. 2020;62:104863. [DOI:10.1016/j.ultsonch.2019.104863] [PMID]
43. Ang WL, McHugh PJ, Symes MD. Sonoelectrochemical processes for the degradation of persistent organic pollutants. Chemical Engineering Journal. 2022:136573. [DOI:10.1016/j.cej.2022.136573]
44. Shestakova M, Vinatoru M, Mason TJ, et al. Sonoelectrochemical degradation of formic acid using Ti/Ta2O5-SnO2 electrodes. Journal of Molecular Liquids. 2016;223:388-94. [DOI:10.1016/j.molliq.2016.08.054]
45. Patidar R, Srivastava VC. Ultrasound-assisted electrochemical treatment of cosmetic industry wastewater: Mechanistic and detoxification analysis. Journal of Hazardous Materials. 2022;422:126842. [DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.126842] [PMID]
ارسال پیام به نویسنده مسئول

ارسال نظر درباره این مقاله
نام کاربری یا پست الکترونیک شما:

CAPTCHA



XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Abdi P, Vardijkazemi K, Nejaei A, Takdastan A. Optimization of advanced sonoelectrochemical oxidation process with graphene-graphene electrode in improving the quality of Parand city wastewater treatment plant. jehe 2024; 11 (2) :239-255
URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-1015-fa.html

عبدی پرویز، وریج کاظمی کبری، نجایی آرزو، تکدستان افشین. بهینه سازی فرایند اکسیداسیون پیشرفته سونوالکتروشیمیایی با الکترود گرافن-گرافن در ارتقا کیفیت پساب خروجی تصفیه خانه شهر پرند. مجله مهندسی بهداشت محیط. 1402; 11 (2) :239-255

URL: http://jehe.abzums.ac.ir/article-1-1015-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 11، شماره 2 - ( 12-1402 ) برگشت به فهرست نسخه ها
مجله مهندسی بهداشت محیط Journal of Environmental Health Enginering
Persian site map - English site map - Created in 0.05 seconds with 40 queries by YEKTAWEB 4660