تصفیۀ الکتروشیمیایی فاضلاب نساجی حاوی اسید قرمز 14 با الکترودهای آلومینیومی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- محیط‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشیار گروه مهندسی محیط‌زیست، دانشکدۀ مهندسی عمران و محیط‌‌زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 دانشیار بخش معدن، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

چکیده

با توجه به احتمال آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی در نزدیکی صنایع مصرف‌کنندۀ رنگزا، حذف مواد رنگی از این فاضلاب‌ها اولویت زیست‌محیطی است. روش انعقاد الکتریکی و شناورسازی الکتریکی برای تصفیۀ فاضلاب صنایع حاوی رنگزا مناسب است. با اعمال جریان الکتریکی به الکترود کاتد و آند در یک محلول رسانا، با حل‌شدن آند آلومینیومی مواد منعقدکننده در محل تولید و موجب ایجاد لخته‌هایی می‌شوند که همراه حباب‌‌های گاز هیدروژن تولیدی در کاتد شناور می‌شوند. در این تحقیق عوامل مؤثر‌‌ در عملکرد سیستم انعقاد و شناورسازی الکتریکی شامل سطح الکترودها، فاصلۀ بین الکترودها، هدایت الکتریکی محلول و دانسیتۀ جریان الکتریکی بررسی شد و تأثیر هر یک از این پارامترها در بازده حذف رنگزا اسید قرمز 14 از فاضلاب مصنوعی، مصرف انرژی و آلومینیوم تعیین و مقادیر آن‌‌ها بهینه شد. سطح الکترود برابر cm2 86/24، فاصلۀ بین الکترود cm 1، هدایت الکتریکی µS/cm 1600 و دانسیتۀ جریان الکتریکی mA/cm2 60 به‌منزلۀ مقادیر بهینه انتخاب شدند. تحت شرایط بهینه در مدت زمان کمتر از 90 دقیقه، بازده حذف 90 درصد رنگزا با غلظت اولیۀ mg/L 65 حاصل شد و میزان مصرف انرژی مخصوص kWh/kg Dye Removed 130، مصرف آند kg Al/kg Dye Removed 615/2 و TSS لجن mg/L 15050 به دست آمد. از مزایای این روش می‌‌توان به مصرف کم مواد و انرژی در کنار لجن تولیدی کم که به کاهش هزینه‌‌های تصفیه و دفع لجن و مشکلات مربوط به آن منجر می‌‌شود، اشاره کرد. در نتیجه، استفاده از این روش به‌منزلۀ گزینۀ مناسب جایگزین روش‌‌های معمول تصفیه مطرح است.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


آخوندی، ع.، خدادادی دربان، ا.، گنجی‌دوست، ح. 1391. «کارایی روش الکتروکواگولاسیون در حذف فلز سنگین کادمیوم موجود در محیط‌‌های آبی»، فصلنامۀ آب و فاضلاب، دورۀ 23، شمارۀ 82، صفحات 86- 93.
Adhoum, N., Monser, L., Bellakhal, N., & Belgaied, J. E. 2004. Treatment of electroplating wastewater containing Cu2+, Zn2+ and Cr(VI) by electrocoagulation. Journal of hazardous materials, 112(3), 207-213
Akbal, F., & Kuleyin, A. 2011. Decolorization of levafix brilliant blue E‐B by electrocoagulation method. Environmental Progress & Sustainable Energy, 30(1), 29-36
Can, O. T., Kobya, M., Demirbas, E., & Bayramoglu, M. 2006. Treatment of the textile wastewater by combined electrocoagulation. Chemosphere, 62(2), 181-187
Chung, C.M., Cho, K.W., Hong, S.W., Kim, Y.J., Chung, T.H. 2009. Feasibility of electroflotation to separate solids and liquid in an activated sludge process, Environmental Technology (9): 1565–1573
Drouiche, N., Ghaffour, N., Lounici, H., & Mameri, M. 2007. Electrocoagulation of chemical mechanical polishing wastewater. Desalination, 214(1), 31-37
El-Naas, M. H., Al-Zuhair, S., Al-Lobaney, A., & Makhlouf, S. 2009. Assessment of electrocoagulation for the treatment of petroleum refinery wastewater. Journal of environmental management, 91(1), 180-185
Feng, J. W., Sun, Y. B., Zheng, Z., Zhang, J. B., Li, S., & Tian, Y. C. 2007. Treatment of tannery wastewater by electrocoagulation. Journal of Environmental Sciences, 19(12), 1409-1415
Golder, A. K., Samanta, A. N., & Ray, S. 2007. Removal of Cr3+ by electrocoagulation with multiple electrodes: Bipolar and monopolar configurations. Journal of hazardous materials, 141(3), 653-661
Khandegar, V., & Saroha, A. K. 2013. Electrochemical treatment of textile effluent containing Acid Red 131 dye. Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste, 18(1), 38-44
Khansorthong, S., & Hunsom, M. 2009. Remediation of wastewater from pulp and paper mill industry by the electrochemical technique. Chemical Engineering Journal, 151(1), 228-234
Khemis, M., Leclerc, J. P., Tanguy, G., Valentin, G., & Lapicque, F. 2006. Treatment of industrial liquid wastes by electrocoagulation: experimental investigations and an overall interpretation model. Chemical engineering science, 61(11), 3602-3609
Kobya, M., Demirbas, E., Can, O. T., & Bayramoglu, M. 2006. Treatment of levafix orange textile dye solution by electrocoagulation. Journal of hazardous materials, 132(2), 183-188
Matis, K. A., Peleka, E. N. 2010. Alternative Flotation Techniques for Wastewater Treatment: Focus on Electroflotation, Separation Science and Technology, 45(16): 2465-2474
Merzouk, B., Gourich, B., Sekki, A., Madani, K., Vial, C., & Barkaoui, M. 2009. Studies on the decolorization of textile dye wastewater by continuous electrocoagulation process. Chemical Engineering Journal, 149(1- 3), 207-214
Mondal, B., Srivastava, V. C., Kushwaha, J. P., Bhatnagar, R., Singh, S., & Mall, I. D. 2013. Parametric and multiple response optimization for the electrochemical treatment of textile printing dye-bath effluent. Separation and Purification Technology, 109, 135-143
Morshed, A. M. A., Fatema, K., Khan, Z. U. M. 2012. An overview of microbiological process for the decolorization of textile-dye containing effluent, Bangladesh Textile Today, Bangladesh
Oliveira, C. S., & Airoldi, C. 2014. Pyridine derivative covalently bonded on chitosan pendant chains for textile dye removal. Carbohydrate polymers, 102, 38-46.
Pajootan, E., Arami, M., & Mahmoodi, N. M. 2012. Binary system dye removal by electrocoagulation from synthetic and real colored wastewaters. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 43(2), 282-290
Parsa, J. B., Vahidian, H. R., Soleymani, A. R., & Abbasi, M. 2011. Removal of Acid Brown 14 in aqueous media by electrocoagulation: Optimization parameters and minimizing of energy consumption. Desalination, 278(1), 295-302
Phalakornkule, C., Polgumhang, S., Tongdaung, W., Karakat, B., & Nuyut, T. 2010. Electrocoagulation of blue reactive, red disperse and mixed dyes, and application in treating textile effluent. Journal of environmental management, 91(4), 918-926
Rahmani, A.R., Nematollahi, D., Godini, K., Azarian, G. 2013. Continuous thickening of activated sludge by electro-flotation, Separation and Purification Technology 107(6): 166–171
Sayiner, G., Kandemirli, F., & Dimoglo, A. 2008. Evaluation of boron removal by electrocoagulation using iron and aluminum electrodes. Desalination, 230(1), 205-212
Şengil, İ. A. 2006. Treatment of dairy wastewaters by electrocoagulation using mild steel electrodes. Journal of hazardous materials, 137(2), 1197-1205
Taheri, M., Moghaddam, M. R., & Arami, M. 2013. Techno-economical optimization of Reactive Blue 19 removal by combined electrocoagulation/coagulation process through MOPSO using RSM and ANFIS models. Journal of environmental management, 128, 798-806
Tezcan Ün, Ü., Uğur, S., Koparal, A. S., & Bakır Öğütveren, Ü. 2006. Electrocoagulation of olive mill wastewaters. Separation and Purification Technology, 52(1), 136-141
Uğurlu, M., Gürses, A., Doğar, Ç., & Yalçın, M. 2008. The removal of lignin and phenol from paper mill effluents by electrocoagulation. Journal of environmental management, 87(3), 420-428
Vasudevan, S., Lakshmi, J., Jayaraj, J., & Sozhan, G. 2009. Remediation of phosphate-contaminated water by electrocoagulation with aluminium, aluminium alloy and mild steel anodes. Journal of hazardous materials, 164(2), 1480-1486
Wang, C. T., Chou, W. L., & Kuo, Y. M. 2009. Removal of COD from laundry wastewater by electrocoagulation/electroflotation. Journal of hazardous materials, 164(1), 81-86
Wang, R., Cai, X., & Shen, F. 2014. TiO2 hollow microspheres with mesoporous surface: Superior adsorption performance for dye removal. Applied Surface Science, 305, 352-358.
Wei, M. C., Wang, K. S., Huang, C. L., Chiang, C. W., Chang, T. J., Lee, S. S., & Chang, S. H. 2012. Improvement of textile dye removal by electrocoagulation with low-cost steel wool cathode reactor. Chemical Engineering Journal, 192, 37-44
Yavuz, Y., Shahbazi, R., Koparal, A. S., & Öğütveren, Ü. B. 2014. Treatment of Basic Red 29 dye solution using iron-aluminum electrode pairs by electrocoagulation and electro-Fenton methods. Environmental Science and Pollution Research, 1-7.
Yildiz, Y. Ş. 2008. Optimization of Bomaplex Red CR-L dye removal from aqueous solution by electrocoagulation using aluminum electrodes. Journal of Hazardous Materials, 153(1): 194-200
Yuksel, E., Eyvaz, M., & Gurbulak, E. 2011. Electrochemical treatment of colour index reactive orange 84 and textile wastewater by using stainless steel and iron electrodes. Environmental Progress & Sustainable Energy, 32(1), 60-68
Yuksel, E., Gurbulak, E., & Eyvaz, M. 2012. Decolorization of a reactive dye solution and treatment of a textile wastewater by electrocoagulation and chemical coagulation: Techno‐economic comparison. Environmental Progress & Sustainable Energy, 31(4), 524-535
Zodi, S., Merzouk, B., Potier, O., Lapicque, F., & Leclerc, J. P. 2013. Direct red 81 dye removal by a continuous flow electrocoagulation/flotation reactor. Separation and Purification Technology, 108, 215-222