تجزیه 4-کلروفنل از منابع آبی با روش ترکیبی اولتراسوند/فنتون و اولتراسوند/پراکسید هیدروژن

مقدمه و اهمیت موضوع: 4- کلروفنل یکی از آلاینده‌های رایج فاضلاب صنایع شیمیایی و پتروشیمی است. این ماده به دلیل حضور کلر و حلقه بنزنی در آن، در برابر تجزیه بیولوژیکی مقاوم است. روش‌های متعددی جهت حذف این آلاینده در محیط، مورد استفاده قرار گرفته است که در این میان روش‌های اکسیداسیون پیشرفته دارای قابلیت بیشتری می‌باشند.مواد و روش ها: در این مطالعه، مقایسه ی تجزیه سونوشیمیائی 4-کلروفنل در محیط های آبی با استفاده از فرایند ترکیب شده اولترسونیک/ فنتون (US/Fenton) و اولترسونیک/پراکسید هیدروژن ((US/H2O2 مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات با استفاده از یک دستگاه مولد امواج فراصوت (CD-4820) در فرکانس 45 کیلو هرتز انجام گردید. تاثیر فاکتورهای بهره برداری نظیر pH محلول، غلظت اولیه 4-کلروفنل، غلظت های مختلف پراکسید هیدروژن و یون فروس و مقدار انرژی مورد نیاز سیستم مورد مطالعه قرار گرفت. از نرم افزار SPSS 16 و MATLAB جهت تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شد.نتایج و بحث: نتایج انجام آزمایشات نشان دهنده آن است که pH محلول، غلظت H2O2 و Fe(II) و نسبت مولی پراکسید هیدرو‍ژن به 4-کلروفنل، نقش اصلی در این فرآیند ها را دارند. در سیستم US/H2O2 شرایط بهینه در pH برابر 3، غلظت H2O2 و نسبت مولی بهینه به ترتیب 05/0 مولار و 65 مشاهده شد. در این شرایط در غلظت اولیه 100 mg/l و بعد از 180 دقیقه از واکنش، 24 درصد آلاینده حذف شد. در سیستم US/Fenton شرایط بهینه در pH برابر 3، غلظت H2O2 و غلظت آهن(ΙΙ) به ترتیب 05/0 مولار و 025/0 میلی مولار مشاهده شد. در این شرایط و در غلظت اولیه 100 mg/l و بعد از 40 دقیقه از واکنش 5/99 درصد آلاینده حذف شد. در هر دو فرآیند میزان حذف این ماده به غلظت اولیه آن بستگی داشته و در غلظت های بالاتر می بایست زمان انجام واکنش افزایش یابد.سرعت اکسیداسیون در سیستم US/Fenton،US/H2O2 ، US/Fe(II) و US از واکنش های درجه اول تبعیت کرده و ثابت سرعت واکنش به ترتیب0.138 ،2.3×10-3،2×10-3 و3.3×10-4 بر دقیقه بوده است.نتیجه گیری: بررسی نتایج این مطالعه در خصوص حذف 4-کلروفنل با استفاده از دو روش فوق الذکر حاکی از بالا بودن کارائی فرآیند های ترکیبی سونوشیمیایی به ویژه، سونوفنتون می باشد. این درحالی است که فرآیند اولتراسوند مجزا کارایی پایینی داشت.