Skip to main content
SUPERVISOR
Amir Taebi Harandi,Hasti Hashemi nejad
امیر تائبی هرندی (استاد مشاور) هستی هاشمی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Saber Sichani
علی صابرسیچانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Fenton based treatment of wastewater containing petroleum compounds using scrap iron
Nowadays due to large amounts of wastewaters containing petroleum compounds that are discharged to water resources and also fastidious criteria approved by agencies, effective treatment of these kinds of wastewaters seems to be important. Treatment for these kinds of wastewater is accomplished in two stages. First, a series of pre-treatment steps, in which suspended matters, oil and grease are reduced, and an advanced stage, in which wastewater contaminants are decreased to certain acceptable discharge limits. However, applying conventional processes are inadequate when the wastewater contains highly toxic and recalcitrant compounds. In this case more advanced techniques must be used to degrade these compounds. Advanced oxidation processes are powerful methods to degrade these pollutants and have been increasingly used in recent years. Fenton based are promising methods among advanced oxidation processes that have been applied in treatment of bio-refractory compounds. Unfortunately most of studies related to treatment of wastewaters containing petroleum compounds are focused on treatment singular contaminants or simulated wastewaters. The main purpose of this research is evaluation of Fenton and Photo Fenton in reduction of COD for a wastewater containing petroleum compounds using scrap iron. In order to optimize the process, mass ratios of H2O2 to COD and H2O2 to Fe and pH were used as parameters and COD reduction was considered as the response. At this stage all the experiments were conducted within 90 minutes. All experiments were conducted in batch mode and Response Surface Methodology (RSM) was used for design of experiments. At the next stage, by exerting the optimal conditions on processes, the effect of time on processes and kinetics of reactions were investigated. The results from analysis of variance revealed that all the parameters were statistically significant. More than 83.6% and 91.3 of COD removal were achieved under optimal conditions for Fenton and Photo Fenton processes respectively. According to the experiments, the Photo Fenton process was faster and needed fewer amounts of Fe and hydrogen peroxide in compare to the Fenton process. Kinetics investigation revealed that both Fenton and Photo Fenton processes could be described by a second order reaction model. Overall, this study showed that both Fenton and Photo Fenton processes are capable of deceasing COD and also scrap iron powder could be used as iron salts in processes. Keywords: Petroleum compounds, Fenton based, scrap iron, RSM
پساب صنایع نفت و پتروشیمی به علت گستردگی از عمده‌ترین آلاینده‌های محیط زیست می‌باشد و منابع آبی هستند که به دلیل ماهیت خطرناک خود و همواره مشکلاتی را برای محیط زیست به همراه دارند و وجود آن‌ها در منابع آبی، موجب بر هم زدن تعادل اکوسیستم می‌شود. امروزه به دلیل حجم بالای تخلیه‌ی فاضلاب‌های حاوی ترکیبات نفتی به منابع آب‌های طبیعی و همچنین وضع قوانین سخت گیرا نه‌تر توسط دولت‌ها و سازمان‌های محیط زیست، تصفیه موثر این گونه پساب‌ها امری ضروری به نظر می‌رسد. به طور معمول، مراحل تصفیه برای این گونه پساب ها در پالایشگاه ها شامل دو بخش کلی است. بخش اول شامل جداسازی مواد نفتی نامحلول از پساب، و بخش دوم تصفیه پیشرفته تر و رساندن آلاینده hy;ها به سطح مجاز مطابق استانداردهای تخلیه فاضلاب است. هنگامی که فاضلاب حاوی مقادیر زیادی مواد سمی و دیر تجزیه پذیر باشد، عدم کارایی موثر روش های مرسوم در این گونه موارد، لزوم استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته تری را ایجاب می‌نماید. یکی از روش‌های موثر تصفیه فاضلاب‌ که در طی سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته، استفاده از فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته می باشد. در میان روش‌های مختلف اکسیداسیون پیشرفته فرایندهای فنتون محور یکی از مؤثرترین روش‌ها در جهت تجزیه مواد آلی ارزیابی شده است. در سال‌های گذشته مطالعات متعددی با استفاده از فرآیندهای فنتون محور در مورد تصفیه پذیری انواع پساب‌ها انجام شده ولی بیشتر تحقیقات انجام شده مورد فاضلاب های آلوده به ترکیبات نفتی محدود به بررسی فاضلاب‌های ساختگی یا مطالعه یک نوع آلاینده خاص می‌باشد. هدف اصلی این تحقیق مطالعه عملکرد فرایند های فنتون و فتوفنتون با استفاده از ضایعات آهن در حذف COD از فاضلاب حاوی ترکیبات نفتی بود. به منظور بررسی و بهینه سازی فرایندهای فنتون و فتوفنتون در کاهش میزان COD فاضلاب، سه متغیر نسبت جرمی پر اکسید هیدروژن به CODاولیه، نسبت جرمی پر اکسید هیدروژن به آهن مصرفی و pH به عنوان فاکتورهای موثر در فرایند و میزان کاهش COD به عنوان پاسخ آزمایش‌ها در نظر گرفته شد. در این مرحله زمان انجام فرایند در همه آزمایش‌ها 90 دقیقه بود. کلیه آزمایش ها در حالت ناپیوسته انجام گرفت و جهت بررسی عوامل مذکور از روش طراحی پاسخ سطح استفاده شد. در مرحله بعد، پس از تشخیص شرایط بهینه انجام فرایندها، اثر فاکتور زمان در انجام فرایندها در حالت بهینه مورد بررسی قرار گرفت و بر اساس آن سینتیک انجام واکنش‌ها تعیین شد. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که همه پارامترهای مورد مطالعه، دارای اثر معنی‌دار در کاهش COD هستند. با اعمال شرایط بهینه بر فرایند های فنتون و فتوفنتون به ترتیب حذف 6/83 و 3/91 درصد از COD انجام پذیرفت. نتایج آزمایشگاهی بیانگر سرعت بیشتر عمل تصفیه و همچنین نیاز کمتر به استفاده از به پودر ضایعات آهن و پر اکسید هیدروژن در فرایند فتوفنتون نسبت به فرایند فنتون بود. با بررسی سینتیک انجام واکنش ها مشخص شد که هر دو فرایند فنتون و فتوفنتون از مدل مرتبه دوم پیروی می کنند. به عنوان نتیجه کلی تحقیق می‌توان چنین اظهار داشت که فرایند های فنتون و فتوفنتون به خوبی قادر حذف یا کاهش COD می باشند و همچنین از ضایعات آهن می توان به عنوان جانشین مناسبی برای نمک های آهن در انجام فرایند ها استفاده نمود. کلمات کلیدی: ترکیبات نفتی، فنتون محور، ضایعات آهن، روش پاسخ سطح

ارتقاء امنیت وب با وف بومی