رنگ زدایی از پساب صنعت کاغذ و بسته بندی با استفاده از فرآیندهای اکسایش فنتون و شبه فنتون

Abstract

امروزه با استفاده از اکسید­کننده­های کارا، امکان رنگ­زدایی و حذف انواع آلاینده­های آلی سرطان زا از فاضلاب کارخانه خمیر و کاغذ از یک سو و نیز امکان تخریب لیگنین، ترکیبات فنلی و همی سلولزهای موجود در خمیر حل شونده مورد استفاده در صنایع بسته­بندی از سوی دیگر میسّر می­گردد. در بسیاری از مطالعات نشان داده شده که ساختار پیچیده و آروماتیکی رنگ­ها به عنوان الگو و نماینده برگزیده­ای از ترکیبات سمّی مورد نظر در صنعت خمیر و کاغذ هستند و چنانچه اکسید­کننده­ای بتواند مولکول رنگ را تخریب نماید، به طور حتم می­تواند سایر ترکیبات آلی سمّی متشکله این صنایع را نیز تجزیه و تخریب کند. در این مطالعه، عملکرد فرآیندهای اکسایش پیشرفته فنتون و شبه فنتون، برای رنگ­زدایی و حذف انواع آلاینده­های آلی از پساب رنگی صنت کاغذ­سازی و بسته­بندی ارزیابی گردیدند. در این مطالعه به عنوان نمونه، تجزیه محلول آبی حاوی رنگ" اسید سبز 20" بررسی شده است. مهم­ترین شاخص­های عملیاتی در حذف رنگ از این پساب­ها، تعیین و بهینه­سازی شدند که این عوامل عبارتند از:pH اولیه، غلظت اکسنده، غلظت و نوع کاتالیزگر ]آهن (II,III,IV)، سریم، پتاسیم، آلومینیوم، سدیم و روی[، غلظت اولیه رنگ، شدّت جریان پساب ورودی و حجم اولیه پساب، در نهایت پس از گذشت مدّت زمان 10 دقیقه، درصد راندمان حذف رنگ 99% و درصد راندمان حذف اکسیژن مورد نیاز شیمیایی برای پساب شبیه­سازی شده رنگی به 93% و برای پساب حقیقی کاغذ­سازی به 90% رسید که بیانگر تجزیه و تخریب رنگ و سایر مواد آلی، به مواد غیر­سمّی و بی­رنگ، توسط اکسیداسیون فنتون و شبه فنتون است. همچنین ارزیابی حذف پساب در دو مقیاس غیر­پیوسته و نیمه پیوسته انجام گردید. در این مطالعه مشخص گردید که علاوه بر کاتالیزگر آهن دو ظرفیتی با منشأ سولفات آهن در فرآیند فنتون، آهن موجود در فرات پتاسیم و نیز سریم موجود در آمونیوم سریم نیترات، به طور جداگانه قادر می­باشند که فرآیندهای اکسیداسیون شبه فنتون را سریع­تر و با درصد راندمان حذف رنگ برابر 99% به خوبی هدایت کنند. مکانیسم اکسیداسیون فنتون با مدل سینتیک درجه اول تطابق قابل قبولی را نشان داد (987/0= R2) و ثابت سرعت k1 برابر(1/min)43/0 تعیین گردید.