fa حذف مؤثر میکروپلاستیک پلی‌اتیلن از محیط‌ های آبی با الکتروگواگولاسیون: مدل‌سازی، بهینه‌سازی و کاربردپذیری فرایند تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:14px;"><span style="font-family:nasimYW;"><span style="line-height:2;"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA">زمینه و هدف:</span></b><span lang="AR-SA"> با توجه به مخاطرات میکروپلاستیک‌های نوظهور، کارایی فرایند الکتروکواگولاسیون در حذف پلی‌اتیلن بهینه‌سازی و عملکرد آن در ترکیب با فرایندهای فوتو و سونوالکتروکواگولاسیون ارزیابی شد.</span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA">مواد و روش‌ها:</span></b><span lang="AR-SA"> این مطالعه در یک راکتورالکتروشیمیایی ناپیوسته با حجم یک لیتر انجام شد. بهینه‌سازی متغیرهای فرایند</span><span lang="FA">، </span><span lang="AR-SA">با استفاده از طراحی ترکیبی مرکزی انجام شد. در شرایط بهینه، تاثیر حضور امواج فراصوت و پرتوی ماورابنفش، میزان حذف </span><span dir="LTR">COD</span><span lang="FA"> و </span><span dir="LTR">TOC</span><span lang="FA">، سینتیک واکنش و میزان انرژی مصرفی مورد بررسی قرار گرفت. </span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA">یافته‌ها:</span></b><span lang="AR-SA"> بر اساس یافته‌ها، مدل درجه‌دوم برازش مناسبی بر داده‌های فرایند داشت. شرایط بهینه (۶/۹=</span><span dir="LTR">pH</span><span lang="AR-SA">، جریان= آمپر، فاصله الکترودی=۱ سانتی&shy;متر، ۶ الکترود) طی ۷۵دقیقه به راندمان ۹۶/۸ درصد رسید. در شرایط یکسانِ ۴۵ دقیقه‌ای، راندمان فرایندهای فوتوالکتروکواگولاسیون، سونوالکتروکواگولاسیون و الکتروکواگولاسیون به‌ترتیب ۹۲، ۸۸ و ۷۳ درصد بود. سینتیک حذف در الکتروکواگولاسیون از مدل درجه‌صفر و در سیستم‌های هیبریدی از مدل درجه‌اول تبعیت کرد. تغییرات ضریب هم‌افزایی در بازه ۱۵ تا ۷۵ دقیقه نشان داد که راندمان سیستم‌های هیبریدی با زمان افزایش یافت. کاهش </span><span dir="LTR">COD/TOC</span><span lang="AR-SA"> کمتر از حذف میکروپلاستیک بود که گویای غلبه جداسازی فیزیکی بر اکسیداسیون سطحی است. مصرف انرژی ویژه نیز برای الکتروکواگولاسیون، فوتوالکتروکواگولاسیون و سونوالکتروکواگولاسیون به‌ترتیب ۳۳/۷۵، ۳۸/۲۵ و ۱۹۸/۷۵ </span><span dir="LTR">kWh/m&sup3;</span><span lang="AR-SA"> محاسبه شد.</span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA">نتیجه‌گیری:</span></b><span lang="AR-SA"> فرایندهای هیبریدی فوتو و سونوالکتروکواگولاسیون با تسریع سینتیک حذف و افزایش راندمان، کارایی بالاتری نسبت به الکتروکواگولاسیون نشان دادند و پتانسیل مناسبی برای کاربرد در تصفیه محیط‌های آبی آلوده به میکروپلاستیک دارند.</span></span></span></span></span></span></div> <span style="font-size:12pt"><span style="line-height:115%"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><span dir="LTR" style="font-size:13.0pt"><span style="line-height:115%"></span></span></span></span></span></span></span> <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:14px;"><span style="font-family:Times New Roman;"><span style="line-height:2;"><span style="unicode-bidi:embed"><b>Background</b><span style="color:black">: Given the emerging risks associated with microplastics, the efficiency of the electrocoagulation process for polyethylene removal was optimized, and its performance in combination with photo- and sono-electrocoagulation processes was evaluated.</span></span><br> <span style="unicode-bidi:embed"><b>Materials and Methods</b><span style="color:black">: This study was conducted in a batch electrochemical reactor with a working volume of 1 L. Process variables were optimized using a central composite design. Under optimum conditions, the effects of ultrasound waves and ultraviolet irradiation, as well as COD and TOC removal, reaction kinetics, and energy consumption, were investigated.</span></span><br> <span style="unicode-bidi:embed"><b>Results</b><span style="color:black">: The quadratic model provided a suitable fit to the process data. The optimum conditions (pH= 6.9, current= 3 A, inter-electrode distance = 1 cm, and six electrodes) achieved a removal efficiency of 96.8% after 75 min. Under identical 45-min conditions, the removal efficiencies of photoelectrocoagulation, sono-electrocoagulation, and electrocoagulation were 92%, 88%, and 73%, respectively. The removal kinetics followed a zero-order model for electrocoagulation and a first-order model for the hybrid systems. Changes in the synergy factor over the 15-75 min interval indicated that the efficiency of the hybrid systems increased with time. The reductions in COD/TOC were lower than the microplastic removal efficiency, suggesting the predominance of physical separation over surface oxidation. The specific energy consumption for electrocoagulation, photoelectrocoagulation, and sono-electrocoagulation was calculated as 33.75, 38.25, and 198.75 kWh/m&sup3;, respectively.</span></span><br> <span style="unicode-bidi:embed"><b>Conclusion</b><span style="color:black">: The hybrid photo- and sono-electrocoagulation processes demonstrated higher efficiency than conventional electrocoagulation by accelerating removal kinetics and enhancing performance, and they show good potential for application in the treatment of aquatic environments contaminated with microplastics.</span></span></span></span></span></div> میکروپلاستیک پلی‌اتیلن, الکتروکواگولاسیون, فوتوالکتروکواگولاسیون, سونوالکتروکواگولاسیون, روش سطح پاسخ Polyethylene microplastics, Electrocoagulation, Photoelectrocoagulation, Sono-electrocoagulation, Response surface methodology 153 183 http://jehe.abzums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-981-1&slc_lang=fa&sid=1 Jamal Mehralipour جمال مهرعلی پور 0000-0002-0818-9042 No Health in Emergency and Disaster Research Center, Social Health Research Institute, University of Social Welfare and Rehabilitation Science, Tehran, Iran مرکز تحقیقات سلامت در حوادث و بلایا، پژوهشکده سلامت اجتماعی، دانشگاه علوم توانبخشی و سلامت اجتماعی، تهران، ایران Pariya Babaeinia پریا بابایی نیا pariya.babaei251079@yahoo.com 0009-0001-7799-6489 Yes Department of Health Safety and Environment Management, University of Social Welfare and Rehabilitation Sciences, Tehran, Iran مرکز تحقیقات سلامت در حوادث و بلایا، پژوهشکده سلامت اجتماعی، دانشگاه علوم توانبخشی و سلامت اجتماعی، تهران، ایران