حذف هیدروکربن‌های نفتی از آب‌های آلوده با فرآیند فتوکاتالیستی خورشیدی

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 3، دوره 29، شماره 1 - شماره پیاپی 18، تیر 1396، صفحه 37-48   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v29i1.42661

نویسندگان

فتاح سروش؛ حسین گنجی دوست^* ؛ بیتا آیتی

دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

حذف هیدروکربن‌های نفتی از آب آلوده به‌صورت سنتزی در یک فتورآکتور خورشیدی در حضور نانوذرات TiO2 پوشش یافته بر صفحات بتنی انجام گردید. فتورآکتور مورد استفاده شامل یک مخزن ذخیره به حجم 60 لیتر همراه با پمپ شناور، سیستم پلکانی با 5 عدد پلۀ تثبیت‌شده با نانو TiO2، یک سرریز به حجم 5 لیتر در بالای پلکان و شاسی فلزی با ملحقات آن بود. در این رآکتور بخش ماورای بنفش (UV) نور خورشید به‌عنوان منبع تأمین انرژی به‌جای لامپ UV استفاده شد. پارامترهای بهینۀ حاصل pH برابر 5، بارگذاری جرمی TiO2 60 گرم بر متر مربع، مدت زمان تابش UV معادل 200 دقیقه، غلظت اولیه 100 میلی‌گرم بر لیتر و غلظت H2O2 برابر 2000 میلی‌گرم بر لیتر بودند. نتایج نشان داد که در شرایط بهینه راندمان حذف COD، مجموع هیدروکربن‌های نفتی (TPH) و هیدروکربن‌های چندحلقوی (PAHs) به‌ترتیب برابر با 48/70، 63/67 و 75/84 درصد می‌باشد. هم‌چنین نتایج آزمایش GC-FID در شرایط بهینه نشان داد که بیشتر هیدروکربن‌های حذف‌شده از نوع پلی‌آروماتیک بودند و آن‌چه باقی‌ماند از نوع هیدروکربن‌های بدون خطر آلیفاتیک بود.

کلیدواژه‌ها

فتورآکتور خورشیدی؛ TiO2؛ بتن سبک؛ TPH؛ AH ،؛ COD

سایر فایل های مرتبط با مقاله

3.pdf

مراجع

1. Stepnowski, P., Siedlecka, E. M., Behrend, P., Jastorff, B, "Enhanced photo-degradation of contaminants in petroleum refinery wastewater", Water Research, Vol. 36, pp. 288-294, (2002).

2. Diya Uddeen, B., Wan Daud, W., Abdul Aziz, A., "Treatment technologies for petroleum refinery effluents: A review", Process Safety and Enviromental Protection, Vol. 89, pp. 95-105, (2011).

3. Sun, Y., Zhang, Y., Quan, X., "Treatment of petroleum refinery wastewater by microwave-assisted catalytic wet air oxidation under low temperature and low pressure", Seperation and Purification Technology, Vol. 62, pp. 565-570, (2008).

4. Ahmadun, F-R., Pendashteh, A. R., Abdullah, L. C., Madan, S. S i., and Abidin, Z. Z., "Review of technologies for oil and gas produced water treatment", Journal of Hazardous Materials, Vol. 170, pp. 530-551, (2009).

5. Ghidossi, R., Veyret, D., Scotto., Jalabert, T., Moulin, P., "Ferry oily wastewater treatment", Seperation and Purification Technology,Vol. 64, pp. 296-303, (2009).

6. Adam, P., Roger, M. R., "Treatment of tunnel wash waters- experiments with organic sorbent materials. Part I: Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons and nonpolar oil", Journal of Enviromental Science, Vol. 20, pp. 964-969, (2008).

7. Azin, R, "Gulf oil pollution", Bushehr University of Medical Sciences and Health Services Publisher (2009).

8. Bastani, D., Safekordi, A. A., Alihosseini, A., Taghikhani, V., "Study of oil sorption by expanded perlite at 298.15 K", Seperation and Purification Technology, Vol. 52, pp. 295-300, (2006).

9. Cha, Zh., Lin, C. F., Cheng, Ch., Hong, P., "Removal of oil and oil sheen from produced water by pressure-assisted ozonation and sand filtration", Chemosphere, Vol. 78, pp. 583-590, (2010).

10. Rezaei Hosein Abadi, S., Sebzari, M. R., Hemati, M., Rekabdar, F., "Ceramic membrane performance in M.F. of oily wastewater", Desalination, Vol. 265, pp, 222-228, (2011).

11. Diya Uddeen, B., Wan Daud, W., Abdul Aziz, A., "Treatment technologies for petroleum refinery effluents", Process Safety and Enviromental Protection,Vol. 89, pp. 95-105, (2011).

12. Moussavi, Gh., Khosravi, R., Farzadkia, M., "Removal of petroleum hydrocarbons from contaminated groundwater using an electrocoagulation process: Batch and continuous experiments", Desalination, Vol. 278, pp. 288-294, (2011).

13. Shpiner, R., Liu, G., Stuckey, D. C., "Treatment of oilfield produced water by waste stabilization ponds: Biodegradation of petroleum-derived materials", Bioresource Technology, Vol. 100, pp. 6229-6235, (2009).

14. Rastegar, S. O., Mousavi, S. M., Shojaosadati., Sheibani, S., "Optimization of petroleum refinary effluent treatment in a UASB reactor using response surface methodology", Journal of Hazardous Materials, Vol. 197, pp. 26-32, (2011).

15. Malato, S., Fernandez-Ibanez, P., Maldonado, M. I., Blanco, J., Gernjak, W., "Decontamination and disinfection of water by solar photocatalysis: Recent overview and trends", Catalysis Today,Vol, 147, pp. 1-5 (2009).

16. Ghaly, M. Y., Jamil, T. S., El-Seesy, I. E., Souaya, E. R., Nasr, R., "Treatment of highly polluted paper mill wastewater by solar photocatalytic oxidation with synthesized nanoTiO2", Chemical Engineering Journal, Vol. 168, pp. 446-454, (2011).

17. Monteagudo, J., Duran, A., Guerra, j., Coca, P., "Solar TiO2 photocatalytic degradation of IGCC power station effluents using a Fresnel lens", Chemosphere, Vol. 71, pp. 161-167, (2008).

18. Zayani, Gh., Bousselmi, L., Mhenni, F., Ghrabi, A., "Solar photocatalytic degradation of commercial textile azo dyes: Performance of pilot plant scale thin film fixed-bed reactor", Desalination, Vol. 246, pp. 344-352, (2009).

19. Neti Rao, N., Chaturvedi, V., Li Puma, G., "Novel pebble bed photocatalytic reactor for solar treatment of texile wastewater", Chemical Engineering Journal, Vol. 184, pp. 90-97, (2012).

20. American Society for Testing and Materials (ASTM) D 7063. Standard test method for effective porosity and effective air voids of compacted bituminous paving mixture samples, Volume 03-04, Philadelphia, USA, (2005).

21. Delnavaz, M., Ayati, B., Ganjidoust, H., Sanjabi, S., "Optimization of Photo-Catalytic Process by TiO2 Nano Powder Immobilized on Concrete Surface for Treatment of Phenolic Wastewater", Environmental Engineering and Management Journal, Vol. 10, No. 10, pp. 1459- 1466, (2010).

22. American Society for Testing and Materials (ASTM) D 7066-04. Standard test method for dimer/trimer chlorotrifluoroethylene (S-316) Recoverable Oil and Grease and Nonpolar Material by Infrared Determination, Vol. 03-04, Philadelphia, USA, (2005).

23. EPA. "Test Method 8100: Polynuclear Aromatic Hydrocarbons", USA.

24. APHA, "Standard Methods for Examination of Water and Wastewaters", American Public Health Association, Washington DC, (2005).

25. Saien, J., Nejati, H., "Enhanced photocatalytic degradation of pollutants in petroleum refinery wastewater under mild conditions", Journal of Hazardous Materials, Vol. 148, pp. 491- 495, (2007).

26. Shahrezaei, F., Mansouri, Y., Lorestani, Zinatizadeh, A. A., Akbari, A., "Process modeling and kinetic evaluation of petroleum refinery wastewater treatment in a photocatalytic reactor using TiO2 nanoparticles", Powder Technology, Vol. 221, pp. 203-212, (2012).