Journal of Environmental Health Engineering

fa بهینه سازی فرایند اکسیداسیون پیشرفته سونوالکتروشیمیایی با الکترود گرافن-گرافن در ارتقا کیفیت پساب خروجی تصفیه خانه شهر پرند Optimization of advanced sonoelectrochemical oxidation process with graphene-graphene electrode in improving the quality of Parand city wastewater treatment plant تخصصي Special پژوهشي Research <div style="border-bottom: 1pt solid windowtext; padding: 0in 0in 1pt; margin-left: 57px;">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.</div> <div style="border: 1pt solid windowtext; padding: 1pt 4pt 8pt; margin-right: 57px;">Background: The presence of emerging-resistant contaminants in wastewater poses challenges to the efficacy of the biological treatment process. Advanced oxidation processes show great potential for enhancing the quality of wastewater. The aim of this study was to enhance the efficacy of the effluent from the Parand City treatment plant through the optimization of the sonoelectrochemical process. Methods: Pilot used 500 cc sonoelectrochemical reactor with direct current generator, ultrasonic, and graphene electrodes. To determine pH (4–8), direct electric current (50–100 mA), reaction time (60–120 min), and frequency (30–50 kHz), the central composite design was used. We looked at the process pace, energy utilization, waste physical and chemical qualities, and overall impact. The purification parameters were obtained using water and wastewater testing methods. Results: The P-value and F-value indicate the selected model was significant. The best process conditions to use are a pH of 6.5, an electric current intensity of 82.8 mA, a reaction time of 113 min, and a frequency of 35 kHz. Under these conditions, the removal of COD, TOC, BOD5, nitrogen, and phosphorus was 81%, 69%, 93.2%, 96%, and 94.7%, respectively. The kinetics of the process follow first-order kinetics, and the synergistic effect coefficient was 1.62. The energy efficiency was determined to be 98.07 mg/kWh. Conclusion: The utilization of the sonoelectrochemical process can be employed as a sophisticated method for treatment. However, it is imperative to conduct a comprehensive analysis of the process's efficacy by utilizing raw wastewater samples.</div> فرایند سونوالکتروشیمیایی, اکسیژن خواهی شیمیایی, اکسیژن خواهی بیوشیمیایی, کل کربن آلی, تصفیه فاضلاب Sonoelectrochemical process, Chemical Oxygen Demand, Biochemical Oxygen Demand, Total Organic Carbon, Wastewater Treatment 239 255 http://jehe.abzums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-822-1&slc_lang=fa&sid=1 Parviz Abdi پرویز عبدی p.abdi21@yahoo.com 10031947532846008926 0009-0006-9712-8124 No PhD student in Environmental Engineering, Faculty of Art and Architecture, Tehran West Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran. دانشجوی دکتری مهندسی محیط زیست، دانشکده هنر و معماری، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Kobra Vardijkazemi کبری وریج کاظمی Vardijkazemi@gmail.com 10031947532846008927 10031947532846008927 No Department of civil engineering, Tonekabon branch, Islamic Azad University, Tonekabon, Iran عضو هیات علمی گروه فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تنکابن، تنکابن، ایران Arezo Nejaei آرزو نجایی Arezo.N@yahoo.com 10031947532846008928 10031947532846008928 No Department of Environment, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه محیط زیست، تبریز، ایران Afshin Takdastan افشین تکدستان Afshin_ir@yahoo.com 10031947532846008929 10031947532846008929 Yes Environmental Technologies Research Center, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran مرکز تحقیقات فناوری های زیست محیطی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، اهواز ،ایران