بررسی کارآیی فرآیند الکتروشیمیایی در حذف آنیلین از فاضلاب صنایع

چکیده
زمینه و هدف: آنیلین به عنوان یکی از آمینهای آروماتیک به طور وسیعی، از کارخانجات مواد رنگی و مواد شیمیایی کشاورزی مانند علف کشها پراکنده می
شود. این ماده مکرراً توسط صنایع شیمیایی به عنوان ماده خام در ساخت دارو، رنگ، لاستیک و پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرد و محصول جانبی صنایع
نساجی و کاغذ می باشد. آنیلین در زمان رها شدن به محیطهای آبی در چرخه زندگی آبزیان تداخل ایجاد کرده و برای انسان نیز سرطانزاست. در خون به سادگی
واکنش داده، مانع جذب اکسیژن و بروز بیماری متهموگلوبینا میگردد. هدف از این تحقیق مطالعه کارایی فرآیند الکتروشیمیایی جهت تصفیهی ترکیبی سخت
تجزیهپذیر به نام آنیلین از فاضلاب سنتتیک با استفاده از الکترودهای آهنی در مقیاس آزمایشگاهی و در یک سیستم ناپیوسته می باشد.
روش بررسی: مطالعه تجربی حاضر در مقیاس آزمایشگاهی و در یک راکتور از جنس شیشه و به حجم 1 لیتر انجام گردید. تأثیر عوامل مؤثر مانند اختلاف
پتانسیل الکتریکی، pH ،زمان واکنش و غلظت اولیه آنیلین بر بازده فرآیند حذف مورد بررسی قرار گرفت.
یافته ها: نتایج حاکی از آن بود که در شرایط عملیاتی با اختلاف پتانسیل الکتریکی 10 ولت، pH اسیدی 5/5 ،غلظت اولیه 100 میلی گرم در لیتر آنیلین و
فاصله 1 سانتیمتر بین الکترودهای آهنی پس از گذشت 120 دقیقه از زمان واکنش، راندمان حذف آنیلین و COD به ترتیب در حدود 92 و 58 درصد بوده است.
نتیجه گیری: این مطالعه نشان داد که فرآیند الکتروشیمیایی میتواند روش مؤثری برای حذف آنیلین از فاضلاب صنایع تولید کننده این ترکیب باشد.

کلیدواژه ها: الکتروشیمیایی، آمینهای آروماتیک، فاضلاب صنایع

* برای دانلود فایل pdf ای مقاله کلیک کنید .

*برای مشاهده پروژه هایی که شرکت آبسان زلال از این فرآیند استفاده کرده کلیک کنید .

مقدمه

آمینهای آروماتیک به عنوان یکی از مـواد شـیمیایی با اهمیت به طور وسیعی در کشاورزی، داروها، رزینهـا،جوهرهای ماژیک، عطرها، واکسهای کفش، رنـگهـا،پلیمرهای هدایت کننده و بسیاری از دیگر مواد شیمیایی خانگی رایج و مواد صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.این ترکیبات به عنوان آلاینده هـای سـمی آب شـناخته شده اند و حضور آنها در فاضلاب حتی در غلظـت هـای بسیار اندک برای زندگی آبزیان مضـر نشـان داده شـده است [1.[
آنیلین به عنوان یکی از آمینهای آروماتیک در سـطح وسـیعی، از کارخانجـات مـواد رنگـی و مـواد شـیمیایی کشاورزی مانند علف کش هـا پراکنـده مـیشـود [2 [و مکرراً توسط صنایع شـیمیایی بـه عنـوان مـاده خـام در ساخت دارو، رنگ، لاستیک و پلاستیک مـو رد اسـتفاده قرار میگیرد و محصول جانبی صـنایع نسـاجی و کاغـذ می باشد [3 .[آنیلین در زمان رها شدن بـه محـیطهـای آبی در چرخه زندگی گونههای آبی تداخل ایجاد کرده و برای انسان نیز سـرطان زاسـت و در خـون بـه سـادگی واکنش داده وهموگلـوبین را بـه متهموگلـوبین تبـدیل کرده و بنـابراین مـانع جـذب اکسـیژن و بـروز بیمـاری متهموگلوبینا میگردد [1 ،[از طرفـی سـرگیجه، سـردرد، ضربان قلب نامنظم، تشنج، کما و مرگ نیز ممکن است
در اثر تماس های حـاد بـا ایـن ترکیـب اتفـاق بیافتـد،همچنین تماس مستقیم با آنیلین مـی توانـد تحریکـات چشم و پوست را ایجاد نماید [4 .[لذا به سبب سـمیت وطبیعت سرسخت و تجمع آن در محیط زیست و کـاربرد وسیع مواد شیمیایی حاوی آنیلین، این ماده یـک تهدیـدجدی برای محیط زیست و سلامت انسـان بـه حسـابمـیآیـد [2 .[در نتیجـه فاضـلاب حـاوی آمـین هـای آروماتیک به سبب پتانسیل بالای سمیت آن، نیاز اسـت
تا قبل از تخلیه بـه محـیط زیسـت تصـفیه گردنـد [1 .[جهت کاهش میزان آلایندگی این صنایع مـیبایسـت ازفناوریهای نوین مهندسـی اسـتفاده نمـود. روشهـای متداول برای حذف آنیلین عبارتنـد از؛ اسـتخراج توسـط حلال، تجزیه بیولوژیکی [5 ،[اکسیداسـیون کاتالیسـتی[6 ،[تجزیـه توسـط اولتراسـونیک [7 ،[تکنولـوژیهـای غشـــایی [8 [از جملـــه، اســـمز معکــــوس (RO،(میکروفیلتراسـیون (MF (و اولترافیلتراسـیون (UF] (9،[نانوفیلتراسیون و غشاهای مایع [10 .[اما ایـن روش هـاگاهی اوقـات بـه سـبب محـدودیتهـای اقتصـادی یـاتکنیکی محدود میگردند. استخراج توسط حلال معمولاًمواد آلی مایعی را در فاضلاب ثانویه تولید می کند، کـهممکن است مشـکلات زیسـت محیطـی ایجـاد نمایـد.تجزیه بیولوژیکی برای فاضلابی با غلظت بالای آلاینده و نمک مناسب نیست، و مواد آلاینده نمیتواننـد کـاملاً
تجزیه شوند و از طرفی به زمـانهـای تمـاس طـولانی مدت نیاز دارند. کاربرد سـایر روش هـا در عمـل بعلـت هزینه های بالا بسیار مشکل است [11.[روش الکتروشیمیایی از طرحهای پیشنهادی است کـه
در حال حاضر برای حذف یا کاهش معایـب اصـلی ایـن روش ها پیشنهاد شده است. تکنیک الکتروشیمیائی یک ابزار فرآینـدی مهـم جهـت جداسـازی و کنتـرل انـواع آلاینــدههــا اســت. وجــود غلظــتهــای بــالای انــواع آلایندههای شیمیایی، سـنتتیک و سـمی کـه دارای اثـر بازدارنـدگی بـر فعالیـت بیولـوژیکی میکروارگـانیزم هـا مـیباشـند، کـاربرد چنـین سیسـتمهـایی را در تصـفیه
فاضلابهای صنعتی و کشاورزی بسیار زیاد نمـوده و در محلهایی که عملاً کاربرد فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی به لحاظ وجود اینگونـه آلاینـدههـا بـا محـدودیتهـای زیادی روبروسـت، مطلـوب و از درجـه اهمیـت بـالایی برخوردار است. مهمترین مزایای ایـن روش عبارتنـد از:
ایمن بودن، سادگی، سرعت بالا، زمان ماند کوتاه جهـت
حذف آلاینده ها، راهبری آسان، نیاز کم به مصرف مواد
شیمیایی، بازدهی انرژی و ارزانی نسبی [12 .[همچنـین
از معایب این روش میتوان به خطر خوردگی الکترودهـا در محیطهای اسیدی و هزینه مورد نیاز بـرای افـزایش ولتـاژ در مقیـاس صـنعتی را نـام بـرد. بنـابراین فرآینـدالکتروشیمیایی با در نظر گـرفتن مزایـای مـذکور چشـم انداز بسـیار مطلـوبی در صـنعت آب و فاضـلاب کشـورخواهــد داشــت. در دهــههــای گذشــته تکنولــوژی الکتروشیمیایی بطور موفقیتآمیزی بـه حفاظـت محـیط زیست کمک کرده است. ایـن تکنیـک بـه عنـوانیـک جایگزین اقتصادی و زیست محیطی جهت دستیابی بـه استانداردهای تخلیه و تصفیه آب مورد توجه میباشد. بـااستفاده از این روش بازیافت عالی مواد امکانپذیر گشته و هزینههای بهرهبرداری از طریـق حـذف حـق الزحمـه تخلیه آلایندهها به آبهای پذیرنده کاهشیافته اسـت و
فاضلاب تا حـد قابـل اسـتفاده بـرای مصـارف مختلـف تصفیه میشود [13 .[
وجود غلظتهای بالای انواع آلایندههـای شـیمیایی،سنتتیک و سمی که دارای اثـر بازدارنـدگی بـر فعالیـت
بیولوژیکی میکروارگانیزمهـا مـیباشـند، کـاربرد چنـین سیسـتمهـایی را در تصـفیه فاضـلابهـای صـنعتی و
کشاورزی بسیار زیاد نموده و در محـلهـایی کـه عمـلاًکاربرد فرآیندهای تصـفیه بیولـوژیکی بـه لحـاظ وجـود
اینگونه آلایندهها با محدودیتهـای زیـادی روبروسـت،مطلوب و از درجه اهمیت بالایی برخوردار است.
در تحقیقی که توسط بریلاس و همکـارانش صـورت گرفت، معدنی سازی آنیلین توسط اکسیداسـیون آنـدی،فتوکاتــالیز، الکتروفنتــون و فتوالکتروفنتــون در محــیط اسـیدی بـا pH حـدود 3 بررسـی گردیدنـد. آزمایشـات الکتروشیمیایی در حضور دو گونه یون های آهـن (п (وH2O2 صورت پذیرفت که منجر به تجزیه سریع آنیلـین گردید که به میزان قابل توجهی نیز با تشعشعات UVA افزایش پیدا کرد. مواد واسطهای که توسـط HPLC دردو روش الکتروشیمیایی و فتوکاتالیستی مشـاهده شـدند
عبارت بودند از: بنزوکواینان، هیددروکواینان، نیتروبنـزن،فنول و 4،2،1-بنزنتریول.اسیدهای آلیفاتیک بـا زنجیـره کوتـاه ماننـد اسـید مالیـک و اسـید فوماریـک تنهـا درآزمایشات الکتروشیمیایی یافت شدند [14 .[همچنـین درمطالعـهای دیگـر تخریـب آنیلـین توسـط اکسیداسـیون الکتروشیمیایی غیرمستقیم با مـواد واسـطهی (Ιv(Ce و(ш(Co توسط چانگ و در محیط اسیدی مورد بررسـی قرار گرفت. نتایج بررسی حاکی از ایـن بـود کـه آنیلـین توسط مواد واسط انتقال دهنده الکترون های تولیـدی از+3 یـا Co+ 4 جریان الکتریکـی یعنـی Ceاکسـید شـد ودیاکسید کربن محصول نهایی اکسیداسیون بود [15 .[هــدف از ایــن تحقیــق مطالعــه کــارایی فرآینــدالکتروشــیمیایی جهــت تصــفیه ی ترکیبــی ســخت تجزیهپذیر به نام آنیلین از فاضلاب سنتتیک با اسـتفاده از الکترودهای آهنی در مقیاس آزمایشـگاهی و در یـک سیستم ناپیوسته می باشد. در این راستا تأثیر پارامترهای بهره برداری همانند اختلاف پتانسـیل الکتریکـی، زمـان
الکترولیز، pH و غلظت اولیه آنیلین بـر رانـدمان حـذف آنیلین و COD مورد بررسی قرار گرفت.

روش بررسی

در مطالعه تجربی حاضر که بر پایـه راه انـدازی یـک سیسـتم تصـفیه فاضـلاب مـی باشـد، کـارایی فرآینـد
الکتروشیمیایی جهت حذف آنیلـین در شـرایط متفـاوت اختلاف پتانسیل الکتریکی، زمان واکنش، غلظـت اولیـه آنیلین و pH در مقیاس آزمایشگاهی و در یـک سیسـتم ناپیوسته (Batch (در محـیط آبـی مـورد بررسـی قـرارگرفت.
آنیلین ساخت شرکت مرک آلمان جهت تهیـه غلظـت های مورد نیاز با آب مقطـر رقیـق و بـرای تنظـیم pH
محلـول از اسیدسـولفوریک و هیدروکسـید سـدیم (1/0 نرمال) استفاده گردید. تمامی ترکیبات شیمیایی از جمله دیکلرومتان، متانول و مواد شیمیایی مـورد نیـاز جهـت(Chemical Oxygen Demand) آزمــایش انجــام(COD) (اکسیژن مورد نیاز شـیمیایی) سـاخت شـرکتمرک آلمان بودند.
تجهیزات مربوط به واحد الکتروشیمیایی شـامل یـک مخزن از جنس شیشه به شکل مکعب مستطیل با حجم مـؤثر یـک لیتـر بـا ابعـاد 15×5×17 سـانتیمتر مکعـب (طول×عرض×ارتفاع) بوده کـه جهـت بررسـی رانـدمانحذف آنیلین طراحی گردید. برای تأمین جریان مسـتقیم برق از منبع تغذیـه جریـان مسـتقیم بـرق (-MICRO Iran (استفاده شد. چهار عـدد صـفحه فلـزی از جـنس آهن هر یک با ابعاد 1/0 ×15×13 سانتیمتر مکعب و بـا ســطح مــؤثر 165 ســانتیمتر مربــع در داخــل مخــزن جایگــذاری شــدند. فاصــله بــین الکترودهــا در تمــامی آزمایشات 1 سانتی متر در نظر گرفته شد. صفحات آهنی به صورت یک در میان به قطب مثبت و منفی (یک قطبی موازی) به منبع تغذیه جهت تبـدیل جریان بـرق شـهری (AC (بـه جریـان مسـتقیم (DC ( متصل شدند. این صفحات بعد از هر بار استفاده با اسـیدهیدروکلریک (5 درصد) شستشو داده شدند. در هـر بـار آزمایش مخزن با یک لیتر از فاضلاب مورد نظر پرشـده و به منظور بررسی تأثیر عوامل مختلف بر میزان کارایی این روش در حذف آنیلین، آزمایشها در مقادیر مختلـف هــــای پتانســــیل اخــــتلاف)، 8/5 و 7 ،5/5) pH الکتریکیهای (5 ،5/7 و 10 ولت)، غلظتهای متفـاوت آنیلـــین (50 ،100 ،150 و 200 میلیگـــرم در لیتـــر) و (دقیقــه 120 و 20،40،60،80) واکــنش زمــانهــای انجام شدند. پس از گذشت مدت زمان تعیین شده جهت انجام فرآیند، برای اندازهگیری pH و غلظـت باقیمانـده
آنیلین اقدام به نمونهبرداری از محلول موجود در رآکتـورگردید.
در پایان نمونهها پس از عبـور از صـافی بـه مـدت 5 دقیقـه بـا دورrpm 400 سـانتریفوژ گردیدنـد. پـس از
استخراج توسط دی کلرومتان غلظت باقیمانده آنیلین به دسـتگاه CHROMPACK GC بـا دتکتـور FID و
ستونCP Cpsil8) طول 30 متـر و قطـر داخلـی 32/0 میلیمتر) بـا قطـر فـاز سـاکن 2/0 میکـرون بـا جـنس
PDMS) پلی دی متیل سیلوپسـان) 5 %فنیـل تزریـق گردید. گاز حامل مورد استفاده نیتـروژن بـوده و دمـای ستون ابتدا بـه مـدت 3 دقیقـه در 85 درجـه سـانتیگراد تنظیم شد، سـپس در هـر دقیقـه 65 درجـه سـانتیگراد افزایش پیدا کرد تا به 200 درجه سـانتیگراد رسـید و در این دمای ایزوترمی به مدت حداکثر 5 دقیقه نگه داشـتهشد. دمای انژکتـور و دتکتـور هرکـدام روی 250 درجـه سانتیگراد تنظیم شدند [16

برای اندازهگیری pH نمونهها از pH متـر (-HACH USA-HQ (استفاده گردید. هضم نمونهها جهت قرائت
COD بـا اسـتفاده از دسـتگاه 2008/DR HACH analyzer COD صـورت پـذیرفت و COD بـا روش اســپکتروفتومتری در طــول مــوج 600 نــانومتر (روش5220D کتــاب اســتاندارد آزمایشــات آب و فاضــلاب) قرائــت گردیــد [17 ،[رانــدمان حــذف پــس از تصــفیه الکتروشــیمیایی محاســبه گردیــد. در نهایــت تجزیــه و تحلیل دادهها و رسـم نمـودار بـا اسـتفاده از نـرم افـراز Excel صورت پذیرفت.

یافته ها

نتایج حاصل از تأثیرگذاری اختلاف پتانسیل الکتریکی بر راندمان حذف آنیلـین در نمـودار 1 نشـان داده شـده است. با توجه به این شکل پس از گذشـت 120 دقیقـه حداکثر راندمان حذف (92 درصد) در اخـتلاف پتانسـیل 10 ولت حاصل گردید. این در حالی اسـت کـه رانـدمان حــذف آنیلــین طــی ایــن زمــان واکــنش در اخــتلاف پتانسیلهای 5 و 5/7 ولت به ترتیب برابـر بـا 48 و 67 درصد بدست آمد. بنابراین میتـوان بیـان نمـود کـه بـا افزایش اختلاف پتانسیل الکتریکی در صد حذف آنیلـین
نیز افزایش مییابد. از آنجائیکه pH یکی از فاکتورهای مهـم در عملکـرد فرآیند الکتروشیمیایی به حساب مـیآیـد لـذا تـأثیر pH اولیه در طول فرآیند الکتروشیمیایی در نمـودار 2 آنیلـین مورد بررسی قرار گرفت. سه مقـدار pH اولیـه متفـاوت آزمایش گردیـد: اسـیدی (5/5 pH ،(خنثـی (7 pH (و قلیایی (5/8 pH .(همـانطور کـه مشـاهده مـیشـود بـا کاهش pH راندمان حذف آنیلین افزایش پیـدا کـرد. درحقیقت، در pH اسیدی حدود 92 درصد آنیلـین پـس از120 دقیقه از انجام واکنش حذف گردید. در نمودار 3 تغییرات راندمان حذف در برابـر تغییـرات غلظـت ترسـیم شـده اسـت. در ایـن قسـمت مشـاهده میشود با افزایش غلظت آنیلـین از 50 بـه 100 ،150 و200 میلی گرم در لیتر، راندمان حذف به ترتیب از 96 به 90 ،72 و 48 درصد کاهش پیدا نمود.

استفاده از الکترودهای آهن نشان میدهد. در این نمودارنشان داده شده است که راندمان حذف در غلظت هـای متفاوت 200 ،150 ،100و 50 میلی گرم در لیتر پـس ازگذشت 120 دقیقه از زمان واکنش به ترتیـب در حـدود 24 ،32 ،45 و 58 درصد بدست آمده است.

بحث و نتیجه گیری

همانطورکه در نمودار 1 نیز مشـاهده گردیـد در روش تصفیه الکتروشیمیایی با استفاده از اکترودهای آهنـی بـا افزایش اختلاف پتانسیل الکتریکی راندمان حذف آنیلین افزایش یافت. قابل ذکر اسـت کـه یکـی از شـیوههـای الکتروشیمیایی برای حذف آلایندههای آلی از فاضـلاب واکنش شیمیایی آلایندهها با گونههای فعال تولید شـده در اثر تجزیه آب در آند مانند واکنش با اکسـیژن فعـالی که جذب فیزیکی شده (رادیکـال هیدروکسـیل تولیـدی درآنـد) یـا اکسـیژن فعـالی کـه جـذب شـیمیایی شـده (اکسیژن موجود در ساختار یک اکسید فلزی) مـیباشـد.
واکنش این گونههای فعال با آلایندهها منجر بـه حـذف بالای آنها میگردد. از طرفی بر اساس اکسیداسیون غیر مستقیم، دو ایـده در خصوص حذف آلاینـدهـا از فاضـلاب بـا اسـتفاده از روش الکتروشـــیمیایی وجـــود دارد. ابتـــدا تبـــدیل الکتروشیمیایی، که طی آن مواد آلی سرسخت و مقـاوم، جذب شیمیایی اکسیژن فعال شده و تبدیل به ترکیبـات قابـل تجزیـه بیولـوژیکی (معمـولاً اسیدکربوکسـیلیک) میشوند. دوم احتراق الکتروشیمیایی، که طـی آن مـواد آلی توسط رادیکال هیدروکسیل کاملاً معدنی شده و بـه
دی اکسید کربن و یونهـای معـدنی اکسـید مـیشـوند (رادیکال هیدروکسیل بعد از فلوئور قویتـرین اکسـیدان می باشد که میتواند بسیار سـریع بـا اغلـب مـواد آلـی واکنش داده و ترکیبات هیدروژن یا هیدروکسیل زدایـی شده را به دیاکسید کربن تبدیل کند) [18 ,19 .[لـذا در این بررسی دلیـل افـزایش رانـدمان حـذف بـا افـزایش اختلاف پتانسیل الکتریکی را میتوان اینگونه ذکر نمـود که بـا افـزایش اخـتلاف پتانسـیل الکتریکـی، رادیکـال هیدروکسیل تولیـدی در سـطح آنـد کـه گونـه مسـئول اکسیداسیون آلاینده مـیباشـد، افـزایش یافتـه و سـبب افزایش اکسیداسیون آنیلین میگردد. به ایـن ترتیـب در این بررسـی اخـتلاف پتانسـیل الکتریکـی 10 ولـت بـه عنوان ولتاژ بهینه در فرآیند حذف الکتروشیمیایی آنیلـین
پیشنهاد می گردد. حضور رادیکال های هیدروکسـیل در نزدیکی آنـد Pt و دیگـر الکترودهـا در طـول الکترولیـز محلولهـای آبـی توسـط دیگـر محققـان نیـز گـزارش گردیده است [14 .[ در خصــوص تــأثیر pH اولیــه در طــول فرآینــد الکتروشیمیایی آنیلین همانطورکه در نمودار 2 نیز نشان داده شد، راندمان حـذف آنیلـین بـا افـزایش pH رابطـه عکس دارد. به این مفهوم که بـا کـاهش pH رانـدمان حذف آنیلین افزایش پیدا می کند. تأثیر pH اساساً عمل کردن بر سطح مکانیسم اکسیداسیون است [20 .[نـوع و
غلظت تقویت کنندههای الکترولیـت پـارامتر مهمـی در طول تصفیه الکتروشیمیایی فاضلاب به شمار مـی آیـد. حضور الکترولیـت هـا هـدایت الکتریکـی را افـزایش و مقاومــت را کــاهش مــی دهــد. از طرفــی توانــایی اکسیداسیون ˙OH در شرایط اسـیدی بطـور مسـاعدی قویتر است. بنابراین در محلـول اسـیدی، رادیکـال آزاد می تواند تولید شود و مواد آلی میتوانند به آسانی اکسید شوند [21 .[تحقیق صورت گرفته جهت حذف فنـول بـا استفاده از روش الکتروشیمیایی نیز نشـان داد کـه pH اولیه بطور مؤثری بـر رانـدمان حـذف فاضـلاب حـاوی فنول تأثیرگذار است. نتایج نشان داد که با افزایش pH، سرعت تجزیه به طور مشهودی کاهش پیدا نمود و pH بهینه در حدود 5 انتخاب گردید که این نتیجه با مطالعـه مذکور همسان است [21 ,22 .[ در فرآیند الکتروشیمیایی در شرایط ثابت از نظر شدت جریان و زمان تماس، زمانی که غلظت اولیه مـاده آلـی افزایش یابد، بازده حذف کاهش مـی یابـد. در نمـودار 3 نیز تأثیر غلظت اولیه آنیلین بر راندمان حذف در فرآینـد الکتروشیمیایی به نمایش گذاشـته شـده اسـت. در یـک هدایت الکتریکی و ولتاژ ثابت، مقدار مشخصی رادیکـال هیدروکسیل توسط جریـان الکتریکـی در محـیط تولیـد
میشود. این مقدار رادیکال هیدروکسیل تولیدی قادر بـه جذب و حذف مقدار مشخصی از مولکولهای ماده آلـی میباشد [23 ,24 ،[بنابراین در صـورت افـزایش غلظـت اولیه ماده آلی ، مقدار رادیکـال هیدروکسـیل موجـود در محیط برای حذف مولکولهای اضافی کافی نمـیباشـد چـرا کـه بـا افـزایش غلظـت اولیـه مـاده آلـی تمـامی رادیکالهـای هیدروکسـیل در اکسیداسـیون مـواد آلـی مصرف شده [25 [و در نتیجـه بـازده حـذف مـاده آلـی کاهش مییابد. لذا در بررسی حاضر نیز مشاهده گردیـد که با افزایش غلظت آنیلین راندمان حذف کـاهش پیـدا نمود. بنابراین مقدار رادیکـال هـای هیدروکسـیل بـرای حذف مولکولهای اضافی آنیلین کافی نبوده و در نتیجه بازده حذف این ماده آلی کـاهش مـی یابـد. در تحقیـق صورت گرفته توسط ایردمز و همکـاران (2006 (جهـت حذف فسفات طی فرآیند الکتروشـیمیایی بـا اسـتفاده از
الکترودهــای آهــن و آلــومینیمی مشــاهده گردیــد کــه راندمان حذف کاهش و ولتاژ مصرفی با افزایش غلظـت اولیه فسفات در همان زمان افزایش پیدا نمود [26 .[ افزایش زمان مانـد در بسـیاری از روشهـای تصـفیه میتواند منجر به تماس بیشتر بین ماده آلاینده و عامـل تصفیه کننده شـده و رانـدمان نهـایی را افـزایش دهـد.
همانطور که بیان شد (نمودار 4 (در این مطالعه نیـز بـا افـزایش زمـان مانـد حـذف آنیلـین از محـیط افـزایش
مییابد، که با توجه به نتایج بدست آمده در این مطالعـه زمان ماند مناسب در حدود 120دقیقه پیشنهاد میگردد. که نتیجه مذکور با نتایج بدست آمده از حذف رنـگ آزو توسط تکنیک الکتروشـیمیایی همخـوانی دارد بـه ایـن ترتیب که با افزایش زمـان واکـنش از 2 بـه 14 دقیقـه راندمان حذف به 98 درصد افزایش یافت [24 .[ در نتــایج بدســت آمــده در خصــوص تــأثیر فرآینــد الکتروشیمیایی بر راندمان حذف COD همانطور کـه در نمودار شماره 5 نیـز نشـان داده شـد بـالاترین رانـدمان حذف COD در شرایط اسیدی و ولتاژ 5 ولت، مربوط به کمترین غلظت اولیه آنیلین (50 میلی گرم در لیتـر) و در حدود 58 درصد گزارش گردید. کاهش در مقادیر COD نشانگر این است که مواد آلی اولیه به مواد آلـی بـا وزن مولکولی کوچکتر نظیر CO2 و H2O تجزیـه شـدهانـد.

مطالعه صـورت گرفتـه بـر روی حـذف الکتروشـیمیایی PtO-Sb2O3 در سـال – آنیلین توسط اکترودهای SNO2 2003 توسط ییجیو و همکاران راندمان حذفی در حـدود 9/88 %را برای COD گـزارش نمـود [27 .[در بررسـی حاضر با توجه به راندمان نه چندان بالای COD پس از گذشت 120 دقیقـه از زمـان واکـنش در غلظـت اولیـه بهینه، میتوان اینچنین نتیجه گرفت کـه در طـول ایـن زمان از واکنش آنیلین به طور کامل به دیاکسید کـربن اکسید نگردیده است. اما توانسـته بـه برخـی از عناصـر واسطه که مشابه COD میباشند تغییر شکل داده باشد. آنـــاتوی و همکـــارانش در ســـال 2006 در تجزیـــه الکتروشیمیایی آنیلین توسط الکترودهـای Pt/Ti نشـان دادند که در مسیر تجزیـه آنیلـین توسـط اکسیداسـیون رادیکالی، در محلول حاوی آنیلـین پـس از گذشـت 40 دقیقه از زمان واکنش موادی نظیـر فنـول، نیتروبنـزن و اگزالیک اسید یافـت شـدند و بنـابراین رانـدمان حـذف COD تنها به اندازه 14 %مشاهده گردید [28 .[ در این مطالعه بررسـی کـارایی روش الکتروشـیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. این فرآیند بـا تجهیـزات سـاده راهاندازی میشود و بهعلت عدم نیاز بـه مـواد شـیمیایی هزینه بهرهبرداری کمتری دارد. مهمترین نتایج به دست
آمده شامل موارد ذیل است:
فرآیند الکتروشـیمیایی بـا اسـتفاده از الکتـرود آهنـی جهت تصفیه فاضـلابهـای صـنعتی حـاوی آنیلـین در
شرایط بهینه (ولتاژ 10 ولت، زمـان تمـاس 120 دقیقـه، غلظت اولیه 100 میلی گـرم در لیتـر و pH برابـر 5/5 ( میتواند آنیلـین را بـه میـزان 92 %حـذف کنـد. نتـایج آزمایشات صورت گرفته نشان داد که بازده حذف آنیلین با افزایش ولتاژ و زمان تماس و نیز کـاهش pH رابطـه مستقیم دارد. به طور کلی نتـایج نشـان داد کـه تصـفیه الکتروشیمیایی با استفاده از الکترودهای آهنی می توانـد روش مؤثری برای حذف آنیلین از فاضلاب های صنعتی حاوی این ترکیب آروماتیک باشد.

فناوری پردیس همت دانشگاه علـوم پزشـکی تهـران، وهمچنین از زحمات پرسـنل آزمایشـگاه شـیمی و آنـالیزدانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران، پـردیس الوند تشکر میگردد.

مقالات مرتبط

محاسبه غلظت نمک ترسیب و انحالل یافته در دریاچه ارومیه به کمک مدلسازی معکوس

اسمزمعکوس؛بازدهی جریان محصول در سیستم اسمز معکوس

آنالیزهای شیمیائی در فرایند اسمز معکوس

منابع

1. Yanhe Han XQ, Shuo Chen, Huimin Zhao,
Chunyue Cui, Yazhi Zhao. Electrochemically
enhanced adsorption of aniline on activated carbon
fibers. Separation and Purification Technology.
2005; 50:365–72.
2. Liu ZLHYZHPZS-J. Degradation of aniline by
newly isolated, extremely aniline-tolerant Delftia
sp. AN 3. Appl Microbiol Biotechnol. 2002; 58:
679–82.
3. Fuqiang An XF, Baojiao Gao. Adsorption of
aniline from aqueous solution using novel adsorbent
PAM/SiO 2. Chemical Engineering Journal. 2009;
151:183–7.
4. ATSDR .Aniline CAS62-53-3. 2002 [cited].
5. F.J. O’Neill KCAB-C, R.J. Greenwood, J.S.
Knapp. Bacterial growth on aniline: implications for
the biotreatment of industrial wastewater. Water
Research. 2000; 34: 4397–409.
6. J.J. Barbier LO, B. Renard, D. Duprez.
Catalytic wet air oxidation of ammonia over M/CeO
2 catalysts in the treatment of nitrogencontaining
pollutants. Catal Today. 2002; 75:29–34
7. Y. Jiang CPe, T.D. Waite. Effect of pH on the
ultrasonic degradation of ionic aromatic compounds
in aqueous solution .Sonochemical. . 2002;9:163–8.
8. F. Pithan CS-B, R.N. Lichtenthaler. Synthesis
of highly fluorinated copolyimide membranes for
the removal of high boiling organics from process
water and wastewater by pervaporation.
Desalination. 2002; 148:1–4.
9. V.V. Goncharuk DDK, V.M. Kochkodan, V.P.
Badekha. Removal of organic substances
fromaqueous solutions by reagent enhanced reverse
osmosis. Desalination, 2002; 143:45–51.
10. S. Judd BJ. Membranes for
industrialwastewater recovery and re-use. Elsevier
Ltd, Oxford, UK. 2003.
11. Yanhe Han XQ, Shuo Chen, Huimin Zhao,
Chunyue Cui, Yazhi Zhao. Electrochemically
enhanced adsorption of aniline on activated carbon
fibers. Separation and Purification Technology,