بررسی حذف هیدروکربن از پساب حاوی هیدروکربن های نفتی با استفاده از روش اکسیداسیون پیشرفته ی UV/O3

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 گروه فن‌آوری‌های محیط‌زیست، پژوهشکده‌ی علوم‌ محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 گروه محیط زیست، دانشکده‌ی مهندسی منابع طبیعی و بیابان، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

هدف از پژوهش حاضر، بررسی آزمایشگاهی تصفیه­ی فاضلاب آلوده با هیدروکربن‌های نفتی با روش UV/O3 می­باشد. برای پیش‌بینی میزان تخریب آلاینده‌ها غلظت اولیه O3 و آلاینده‌ها، pH، دمای محلول، زمان واکنش و شدت UV، طراحی‌شد. برای این منظور از یک راکتور ۱ لیتری شیشه­ای استوانه­ای استفاده شد. منبع تابش، لامپ UV کم‌فشار جیوه‌ای با طول‌موج nm ۲۵۴ (UV –C 30W) بود که در بالای فتوراکتور با جریان ناپیوسته جهت انجام آزمایش UV/O3 قرار داده‌شد. غلظت­های مختلف O3 (۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و mg/l ۳۰) آزمایش شد. در غلظت mg/l ۱۵ هیدروکربن­های نفتی و زمان‌های ماند ۵ ۱۰، ۳۰، ۲۰، ۴۰، ۵۰، ۶۰، ۱۰۰ و min ۱۲۰ راندمان حذف هیدروکربن­های نفتی در سیستم UV/O3  به ترتیب برابر با ۱۵، ۲۸، ۳۱، ۳۶، ۴۲، ۵۲، ۵۶، ۷۳ و ۵۹/۵ % به­دست آمد. حال آن­که راندمان حذف COD در همین زمان‌های ماند به­ترتیب برابر با ۲۲، ۳۸، ۴۵، 5/61، 5/67، ۷۰، ۸۰، 5/88، و 5/76% مشاهده شد. هنگامی‌که pH اولیه ۳، ۴، ۵، ۶، ۹، ۱۰، ۱۲ بود، به‌طور تقریبی راندمان حذف هیدروکربن­ها به ترتیب ۷۵٫۸، ۶۲، ۶۳٫۴، ۵۸، ۴۴٫۸، ۳۵٫۸ و %۳۰ درصد به­دست آمد. نتایج آزمایش‌ها در این مطالعه نشان می‌دهد که دوز mg/l ۲۰ O3 در ۳= pH و شدت W/cm ۲٫۸ UV (nm ۲۵۴)، شرایط بهینه بهره‌برداری جهت معدنی شدن هیدروکربن­ها باراندمان حذف 73% پس از min 100 زمان واکنش را فراهم ­کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessing Hydrocarbon Removal from Petroleum Hydrocarbon-containing Effluent using UV/O3 Advanced Oxidation

نویسندگان [English]

  • Maral Rashidi Fard 1
  • Majid Amiri 2
1 Department of Environmental Technologies, Institute of Environmental Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Dessert Engineering, University of Yazd, Yazd, Iran
چکیده [English]

The purpose of this study was to experimentally investigate the treatment of petroleum hydrocarbons-contaminated wastewater using UV/O3 method. To predict the degree of pollutant destruction, the initial concentrations of O3 and pollutant, pH, solution temperature, reaction time and UV intensity were designed. For this purpose, 1-liter cylindrical glass reactor was used. The radiation source was a low-pressure mercury UV lamp with 254-nanometer wavelength (30 W UV-C) placed on the top of the batch photoreactor in order to perform UV/O3 experiments. Different concentrations of O3 (5, 10, 15, 20, 25, and 30 mg/l) were tested. In a concentration of 15 mg/l petroleum and contact time of 5, 10, 30, 20, 40, 50, 60, 100, and 120 minutes, the removal rate of hydrocarbons in the UV/O3 system was 15, 28, 31, 36, 42, 52, 56, 73, and 59.5%, wheras, the COD removal efficiency at the same contact times was 22, 38, 45, 61.5, 67.5, 70, 80, 88.5, 76.5% respectively. When the initial pH was 3, 4, 5, 6, 9, 10, and 12, the approximately efficiency of hydrocarbon removal was 75, 8, 62, 63, 4, 58, 44, 8, 35, 8, and 30% respectively.  The results of this study showed that 20 mg/l O3 dose at pH = 3 and UV intensity of 2.8 W/cm (254 nm), the optimal utilization conditions for mineralization of hydrocarbon provide 73% removal after 100 minutes of reaction time.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Petroleum Hydrocarbons
  • UV Ray
  • O3
  • Wastewater Treatment
  • Removal Efficiency
AbdelWahab O., Amin N. K. and El Ashtoukhy E. S. Z. (2009). Electrochemical removal of phenol from oil refinery wastewater. J. Hazard. Mater., 163, 711–716.

 

Aleboyeh A. and Olya M. E. (2008). Electrical energy determination for an azo dye decolorization and mineralization by UV/H2O2 advanced oxidation process. Chem. Eng. J., 137, 518–24.

 

Allen. E.W. (2008). Process water treatment in Canada’s oil sands industry: I. Target pollutants and treatment objectives. J. Environ. Eng. Sci., 7, 123–138.

 

Asatekin. A. and Mayes. A. M. (2009). Oil industry wastewater treatment with fouling resistant membranes containing amphiphilic comb copolymers. Environ. Sci. Technol., 43, 4487–4492.

 

Cerqueira A.A. and Costa Marques. M.R. (2012). Electrolytic treatment of wastewater in the oil industry, in: J. Salgado Gomes (Ed.), New Technologies in the Oil and Gas Industry, INTECH, 2012, pp. 3–27.

 

Cañizares P., Jiménez C., Martínez F., Rodrigo M. A. and Sáez C. (2008). Coagulation and electrocoagulation of oilin-water emulsions. J. Hazard. Mater., 151, 44–51.

 

Daneshvar N., Rabbani M., Modirshahla N. and Behnajady M. A. (2004). Photooxidative degradation of Acid Red 27 (AR27): modeling of reaction kinetic and influence of operational parameters. J. Environ. Sci. Health Part A., 39(9), 23192332.

 

 Diya’uddeen B. H., Ashri W. M., Daud W. and Abdul Aziz A. (2011). Treatment technologies for petroleum refinery effluents: a review. Process Saf. Environ. Prot., 89, 95–105.

 

Iakovaleva E. and Sillanp M. (2013). The use of low-cost adsorbents for wastewater purification in mining industries. Environ. Sci. Pollut. Res. Int., 20, 7878–99. 

 

Hu Q., Zhang C., Wang Z., Chen Y., Mao K., Zhang X., Xiong Y. and Zhu M. (2008). Photodegradation of methyl tert-butyl ether (MTBE) by UV/H2O2 and UV/TiO2. J. Hazard. Mat. 154, 795–803.

 

Karimi B., Ehrampoush M. H., Mokhtari M. and Ebrahimi A. (2011). Comparisons of three advanced oxidation processes in organic matter removal from esfahan composting factory leachate. Iran. J. Health Environ., 4(2), 149-158 [In Persian].

 

Kruithof J. C., Kamp P. C. and Martijn B. J. (2007). UV/H2O2 treatment: A practical solution for organic contaminant control and primary disinfection. Ozone. Sci. Eng., 29(4), 273-280.

 

Li Y., Mei H. and Fang H. (2017). A review of treating oily wastewater. Arab. J. Chem., 10, S1913–S1922.

Ntuli F. and Kuipa P. K. (2011). Muzenda, designing of sampling programs for industrial effluent monitoring. Environ. Sci. Pollut. Res., 18, 479–484.

 

Malakootian M. and Asadi M. (2011). Efficiency of the oxidation process for the removal of phenol from aqueous solutions. Water Wastewater, 3, 46-52 [In Persian].

 

Oncescu T., Stefan M. I. and Oancea P. (2010). Photocatalytic degradation of dichlorvos in aqueous TiO2 suspensions. Environ. Sci. Pollut. Res. Int., 17, 1158– 1166.

 

Oturan M. A., Oturan N., Edelahi M. C., Podvorica F. I. and Kacemi K. E. (2011). Oxidative degradation of herbicide diuron in aqueous medium by Fenton’s reaction based advanced oxidation processes. Chem. Eng. J., 171, 127–35.

 

Seid Mohammadi A. and Movahediyan H. (2010). P-chlorophenol oxidation in industrial effluent by ultrasonic/fenton technology. Water Wastwater, 4, 43-49 [In Persian].

 

Shih Y. and Li M. (2008). Adsorption of selected volatile organic vapors on multiwall carbon nanotubes. J. Hazard. Mat. 154, 21–28.

 

Tizaoui C., Bouselmi L., Mansouri L. and Ghrabi A. (2007). Landfill leachate treatment with ozone and ozone/hydrogen peroxide systems. J. Hazard. Mat., 140, 316-324.

 

Yavuz Y., Koparal A.S. and Öğütveren, Ü.B. (2010). Treatment of petroleum refinery wastewater by electrochemical methods. Desal., 258(1–3), 201–205.